Fotossíntese artificial: controle do design dos nanomateriais e fótons promove aumento no desempenho dos dispositivos

Resumo

A demanda mundial por energia tem aumentado significativamente nas últimas décadas induzidas pelo crescimento da população e da industrialização dos países em desenvolvimento. Como resultado, foi observado um aumento da emissão de CO2 e um impacto significativo sobre o ambiente. Esta proposta descreve um projeto de pesquisa de cooperação internacional para o desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados para a geração e armazenamento de energia, combinando os esforços do Centro de Pesquisa Optoeletrônica (Finlândia) e UFABC (Brasil) como parceiros. O hidrogênio é uma fonte de energia promissora, com grande volume de energia química e ausência de poluentes derivados. A conversão direta de fótons provindos da luz solar em energia química, pela separação da água em seus componentes constituintes, hidrogênio e oxigênio, é frequentemente chamado de fotossíntese artificial. Os objetivos desta proposta são bastante desafiadores e pertinentes, centrada na geração de hidrogênio a partir do ponto de vista da ciência dos materiais. Os requisitos mais importantes para necessários para se obter um material eficiente para tal propósito são: a estabilidade química elevada, a capacidade de absorver a luz solar, a posição favorável banda de condução, a separação eficiente do par elétron/buraco e apto catalisar reações químicas. Iremos atender a esses requisitos versáteis, aplicando novos conceitos em nanofotônica, novos materiais e técnicas de deposição e de caracterização de reações químicas fundamentais sobre as superfícies dos nanomateriais. (AU)