All-solution processed CuGaS2-based photoelectrodes for CO2 reduction

Autor(es)

de Brito, Juliana Ferreira ; Santana Andrade Jr, Marcos Antonio ; Boldrin Zanoni, Maria Valnice ; Mascaro, Lucia Helena

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOURNAL OF CO2 UTILIZATION; v. 57, p. 12-pg., 2022-03-01.

Resumo

Considering the influence of carbon dioxide (CO2) on global warming, an all-solution approach is presented here to fabricate nanocrystalline film of the ternary chalcopyrite for the photoelectrochemical CO2 reduction. High-purity nanocrystalline catalysts CuGaS2, Cu(Ga,Bi)S-2, and Cu(Ga,In)S-2 were obtained by a facile and fast spray method using a molecular ink. Those semiconductors were evaluated in the photoelectrocatalytic CO2 reduction under illumination of 1 Sun (100 mW cm(-2) ) applying potentials from - 0.3 V to - 0.7 V vs Ag/AgCl. Methanol was identified as the major product, furthermore, 2 C and 3 C compounds were also identified. Despite the interesting results, doping with In and Bi caused the formation of defects in the absorber layer, probably inducing recombination mechanisms, thus, affecting the stability and the performance of the photocathode in the CO2 reduction. Meanwhile, Mo/CuGaS2/CdS/TiO2 photocathode showed promising stability and reproducibility for CO2 reduction under illumination (100 mW cm(-2)) for 240 min at - 0.7 V. (AU)

• Processo FAPESP: 18/26005-2 - Calcogenetos dopados com metais para aplicação em células solares de filmes finos processados a partir de soluções
• Beneficiário: Marcos Antonio Santana Andrade Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/16401-8 - Fotocatalisadores e fotoeletrodos para obtenção de combustíveis renováveis
• Beneficiário: Lucia Helena Mascaro Sales
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/15144-9 - Calcogenetos dopados com metais para aplicação em células solares de bandas intermediárias
• Beneficiário: Marcos Antonio Santana Andrade Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/02950-0 - Redução fotoeletrocatalítica de N2 a NH3 em reator fotoeletroquímico com fotoânodo direcionador de elétrons de Nb2O5/Pt e cátodo de GDL decorado com Fe, Co e Sb2Se3
• Beneficiário: Juliana Ferreira de Brito
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/11986-5 - Geração e Armazenamento de Novas Energias: trazendo desenvolvimento tecnológico para o país
• Beneficiário: Ana Flávia Nogueira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Processo FAPESP: 14/50249-8 - Green chemistry: sustainable synthetic methods employing benign solvents, safer reagents, and bio-renewable feedstock
• Beneficiário: Arlene Gonçalves Corrêa
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs