A pesquisadora Letícia Guerreiro da Trindade, pós-doutoranda no Departamento de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp) campus Bauru e integrante do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), é a autora principal do artigo “Effective strategy to coupling Zr-MOF/ZnO: Synthesis, morphology and photoelectrochemical properties evaluation” que foi publicado recentemente no periódico científico Journal of Solid State Chemistry.
Na literatura existem poucos estudos que relatam o uso do compósito ZnO/Zr-MOF (óxido de zinco/estrutura metal-orgânica com zircônio) na fabricação de células solares sensibilizadas por corante, mais conhecidas como DSSC (Dye Sensitized Solar Cells), o que motivou a pesquisadora na busca por rotas de fabricação mais simples, de baixo custo e reprodutíveis para tais materiais. Para tanto, de acordo com Trindade, o Zr-MOF foi acoplado com partículas de ZnO, por meio de mistura mecânica seguida do tratamento térmico a 400 °C. Posteriormente, os compostos ZnO, Zr-MOF e ZnO/Zr-MOF foram caracterizados em relação à difração de raios-X, morfologia, fotoluminescência e fotoeletroquímica.
“As caracterizações revelaram a formação de heteroestrutura entre o ZnO e o Zr-MOF, e os resultados de FEG-SEM (microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo) mostraram que a morfologia do ZnO muda da estrutura do tipo flor para nanoflores porosas multiníveis reticuladas com a adição do Zr-MOF. Essa comparação entre os fotoanodos ZnO, Zr-MOF e ZnO/Zr-MOF evidenciou que o eletrodo com 25% em massa do Zr-MOF (ZnO/MOF25) melhora as características de transferência de carga”, explica a pesquisadora.
Por outro lado, como já era esperado, Trindade conta que a amostra com 50% em massa do Zr-MOF (ZnO/MOF50) apontou que a adição de uma quantidade excessiva de Zr-MOF ao ZnO tende a reduzir os sítios ativos e retardar o processo de difusão para o eletrólito.
O trabalho em questão apresenta resultados que revelam que a modificação do ZnO com a adição de Zr-MOF tem a capacidade de potencializar o transporte de carga e inibir a recombinação de carga, o que confere ao material características importantes para a utilização como fotoanodos nas DSSC.
O artigo também conta com a colaboração dos pesquisadores Katiúscia Borba, Aline Trench, Letícia Zanchet, Vinícius Teodoro, Fenelon Pontes, Elson Longo e Tatiana Mazzo.
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CDMF
O CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
