Inserido no contexto de conversão de energia e produção de hidrogênio verde, o artigo “Boosting the Photocurrent of the WO3/BiVO4 Heterojunction by Photoelectrodeposition of the Oxy-Hydroxide-Phosphates Based on Co, Fe, or Ni”, de autoria dos pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), Dyovani Coelho, João Pedro R. S. Gaudêncio e Lucia H. Mascaro, foi recentemente publicado no periódico Journal of the Brazilian Chemical Society.
O estudo investiga o uso de materiais relativamente baratos produzidos com base em óxido de tungstênio, vanadato de bismuto e fosfatos de ferro, cobalto ou níquel para operarem como catalisadores na reação de eletrólise. A aplicação de tais materiais tem como finalidade absorver a luz do sol e convertê-la em energia química por meio da eletrólise da água fotoassistida, resultando na geração de gás hidrogênio e gás oxigênio.
A pesquisa foi desenvolvida a partir da obtenção de uma heterojunção de WO3/BiVO4, isto é, da deposição de uma camada de óxido de tungstênio e, sobre esta, uma camada de vanadato de bismuto. Na sequência, foram adicionadas camadas finas de fosfato de ferro, níquel ou cobalto sobre a heterojunção, obtendo assim um fotoeletrodo.
“Uma das características do fotoeletrodo, é que este, quando iluminado, é capaz de realizar a eletrólise da água sem um gasto de energia excessivo. Logo, foi avaliado qual fosfato metálico seria o melhor co-catalisador para a eletrólise da água fotoassistida, considerando a fotocorrente gerada a partir da oxidação da água quando o fotoeletrodo era polarizado e iluminado com o simulador solar”, explica Dyovani Coelho, primeiro autor do estudo e pós-doutorando no Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (DQ – UFSCar).
Os melhores resultados, diante dos experimentos, foram observados para o fotoeletrodo contendo fosfato de ferro como cocatalisador, embora os outros fosfatos também tenham indicado uma atividade catalítica melhor que a heterojunção pura. Tal resultado mostra, de acordo com o pesquisador, que a investigação de cocatalisadores com base em ferro pode ser interessante para otimizar o desempenho de fotoeletrodos voltados para a oxidação da água e, consequentemente, para a produção de hidrogênio verde.
“No desdobramento da pesquisa publicada, serão investigadas novas formas de deposição, tanto da heterojunção, quanto do fosfato de ferro. Esse procedimento tem como objetivo melhorar a atividade catalítica para a reação de oxidação da água e a estabilidade do fotoeletrodo”, acrescenta Coelho.
O artigo pode ser acessado no repositório do CDMF clicando AQUI.
CDMF
O CDMF, sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), 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).
