Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Busti, Nathalie Danree
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/6323
Resumo: Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto Latino-Americano de Ciências da Vida e da Natureza da Universidade Federal da Integração Latino-Americana como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Física Aplicada.
id UNIL_ecc1b036f6c611e106918cd97b363ec7
oai_identifier_str oai:dspace.unila.edu.br:123456789/6323
network_acronym_str UNIL
network_name_str Repositório Institucional da UNILA
repository_id_str
spelling Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticasHematitaFilmes FinosTécnica Spray PirólisCélulas FotoeletroquímicasDissertação de Mestrado apresentada ao Instituto Latino-Americano de Ciências da Vida e da Natureza da Universidade Federal da Integração Latino-Americana como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Física Aplicada.A fotossíntese artificial em células eletroquímicas fotossintéticas, pretende emular a fotossíntese natural utilizando materiais fabricados pelo homem. Basicamente, o mecanismo de funcionamento das células fotossintéticas consiste na absorção da luz solar por parte de um material semicondutor e a utilização desta energia para a quebra da molécula de água e produção dos gases hidrogênio e oxigênio. Dentre os materiais semicondutores, o óxido de ferro é atrativo para ser utilizado nestes dispositivos devido ao seu estreito gap de energia (1,9 - 2,2 eV) que lhe permite absorver energia em toda a faixa ultravioleta e em grande parte da faixa visível do espectro eletromagnético. Assim, neste trabalho filmes finos de -Fe2O3 (óxido de ferro (III)) depositados sobre vidro condutor transparente foram obtidos por meio da técnica de Spray Pirólise. A deposição do material ocorreu a 450 ºC e com variação nas quantidades volumétricas (5, 15, 25 e 35 mL) de solução etanólica precursora de cloreto de ferro hexa-hidratado (0,2 mol·L -1 ). A partir de análises de difração de raios X e espectroscopia Raman foi possível confirmar a formação da fase hematita do Fe2O3, sem fases secundárias. A espessura dos filmes fabricados foi analisada por meio de medidas de perfilometria e os resultados demonstraram que todos os filmes possuem espessura na escala nanométrica, variando de ~100 a ~900 nm, de acordo com a quantidade de material depositada. As imagens de microscopia eletrônica de varredura mostram que os filmes mais finos – ou com menor quantidade de material depositado – possuem partículas nanométricas com formato bidimensional, e que conforme é aumentada a quantidade de material depositado, estas partículas tendem a se agrupar em formas tridimensionais. Fato que mostra variabilidade morfológica, em função da quantidade de material depositado. As medidas eletroquímicas mostram que o material exposto à luz (1 sol, 100 mW·cm-2 ) apresenta resposta satisfatória para o processo de produção de H2. A melhor resposta ocorreu para os filmes mais finos (espessura ~ 100 nm), nos que se obtiveram densidades de corrente de ~60 µA·cm-2 @ 1,23 V vs. RHE, quando iluminados. Estes filmes também foram os que apresentaram maior deslocamento do potencial de início de condução (onset potential) quando iluminados, passando de 1,05 para 0,74 V vs. RHE. Os resultados obtidos mostram que filmes finos de -Fe2O3 – podem ser facilmente preparados pelo método de Spray Pirólise e que os filmes mais finos (~ 100 nm) com partículas bidimensionais de grande área superficial e baixa espessura são melhores para a produção solar de gás hidrogênio – solar water splitting. Essas características podem estar relacionadas ao fato de que neles os portadores de carga são gerados próximo a superfície do material onde ocorrem as reações de quebra da molécula de água auxiliando, portanto, na redução das distâncias de difusão e nas recombinações dos portadores de carga.OrientaçãoBusti, Nathalie Danree2021-10-22T12:19:38Z2021-10-22T12:19:38Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/6323poropenAcessinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNILAinstname:Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)instacron:UNILA2024-05-07T04:21:10Zoai:dspace.unila.edu.br:123456789/6323Repositório InstitucionalPUBhttp://dspace.unila.edu.br/oai/requestopendoar:36362024-05-07T04:21:10Repositório Institucional da UNILA - Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)false
dc.title.none.fl_str_mv Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
title Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
spellingShingle Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
Busti, Nathalie Danree
Hematita
Filmes Finos
Técnica Spray Pirólis
Células Fotoeletroquímicas
title_short Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
title_full Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
title_fullStr Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
title_full_unstemmed Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
title_sort Síntese e caracterização de filmes finos nanoestruturados de óxido de ferro para potencial aplicação na geração de gás hidrogênio em células fotossintéticas
author Busti, Nathalie Danree
author_facet Busti, Nathalie Danree
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Orientação
dc.contributor.author.fl_str_mv Busti, Nathalie Danree
dc.subject.por.fl_str_mv Hematita
Filmes Finos
Técnica Spray Pirólis
Células Fotoeletroquímicas
topic Hematita
Filmes Finos
Técnica Spray Pirólis
Células Fotoeletroquímicas
description Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto Latino-Americano de Ciências da Vida e da Natureza da Universidade Federal da Integração Latino-Americana como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Física Aplicada.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-10-22T12:19:38Z
2021-10-22T12:19:38Z
2021
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/6323
url https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/6323
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv openAcess
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv openAcess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNILA
instname:Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)
instacron:UNILA
instname_str Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)
instacron_str UNILA
institution UNILA
reponame_str Repositório Institucional da UNILA
collection Repositório Institucional da UNILA
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNILA - Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1824953277987422208