Produção de NH3 via redução de N2 utilizando fotoânodo de Fe2O3/g-C3N4/Ag.e cátodo de GDL modificado com MoS2

Resumo

A produção de NH3 a partir de N2 molecular sob condições amenas é um dos tópicos mais estudados atualmente no campo da química. A redução fotoeletroquímica de N2 pode levar a produção limpa e sustentável de NH3 com menor consumo energético usando fontes de energia renováveis, como a solar. Até o momento, eletrocatalisadores promissores para a redução fotoeletroquímica de N2 para NH3 em pressão atmosférica e temperatura ambiente, usando uma fonte de potencial externa e irradiação ultravioleta, são ainda pouco explorados. Dessa forma, o presente projeto pretende sintetizar eletrocatalisadores de (±)Fe2O3/g-C3N4/Ag que serão empregados como fotoânodos em uma célula fotoeletroquímica de dois compartimentos sob aplicação de potencial e irradiação de fótons. Como contra eletrodo, onde a redução de N2 ocorrerá, serão empregados eletrodos de GDL (gas diffusion layer) modificados com MoS2 decorado com Fe (MoS2-Fe). Dessa forma, espera-se as modificações realizadas ao g-C3N4 e ao GDL permitam um aumento na condutividade, na estabilidade e na área superficial dos materiais, aprimorando a atividade fotoeletrocatalítica dos mesmos. Vale ressaltar que a utilização de uma célula de dois compartimentos, separando o fotoânodo direcionador de elétrons do cátodo, favoreça a separação dos elétrons fotogerados tornando-os mais disponíveis para a redução de N2 adsorvido na superfície dos cátodos, minimizando a recombinação dos pares elétrons/buracos, e aumentando a eficiência de produção de NH3. (AU)