Efeito de nanopartículas metálicas nas propriedades fotoeletrocatalíticas de eletrodos de hematita

Resumo

Esse projeto de pós-doutoramento está centrado na síntese e caracterização de fotocatalisadores de filmes finos de óxido de ferro na fase hematita funcionalizados com nanopartículas metálicas para aplicação em dispositivos para geração de hidrogênio a partir da fotoeletrólise da água. Tem como objetivo analisar as estratégias de síntese e deposição controlada de massa de hematita e nanopartículas metálicas, quantificando a parcela de luz absorvida, a geração de fotocorrente e consequentemente demonstrar a viabilidade do dispositivo. A proposta apresentada se articula com um projeto de colaboração internacional FAPESP-AKA proc. 2014/50516-6 (vigência até fevereiro de 2018) que tem como principal propósito melhorar o desempenho da fotossíntese artificial com o uso de nanomateriais em eletrodos de óxido de ferro. Neste sentido, o trabalho proposto aportará uma possibilidade de melhora da fotocorrente desses dispositivos por meio da sinergia do efeito dos plasmons das nanopartículas metálicas na superfície do filme fino de hematita. O uso de nanopartículas metálicas de tamanho e morfologia variados é considerado estratégico no que diz respeito à construção de células fotoeletroquímicas e dois fatores principais justificam sua utilização: a maior absorção óptica do espectro eletromagnético e a possibilidade de injeção e separação de carga assistida pelos plasmons superficiais, auxiliando na transferência de elétron do catalisador. É importante destacar que a originalidade da proposta centra-se na modulação da fotocorrente a partir das diferentes morfologias das nanopartículas (esférica, bastão e multifacetada) aliada à maneira como as propriedades plasmônicas serão inseridas no dispositivo.