Banca de QUALIFICAÇÃO: LUANA BEATRIZ CORREIA DE OLIVEIRA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: LUANA BEATRIZ CORREIA DE OLIVEIRA
DATA : 03/11/2025
LOCAL: Defesa remota
TÍTULO:

 

Investigação do processo de síntese eletroquímica de fotoânodos baseados em BiVO₄ para produção de hidrogênio verde.

 

PALAVRAS-CHAVES:

Filmes finos; Hidrogênio verde; Fotoanodos; Eletroquímica; BiVO₄

PÁGINAS: 121
RESUMO:

O Acordo de Paris mobiliza os países contra mudança climática e diminuição da
emissão de gases do efeito estufa, que estão quase em totalidade associado ao uso
de combustíveis fósseis, promovendo a transição energética e a diversificação das
fontes de energia para as renováveis. Dentre as opções, o hidrogênio verde (H2V) se
destaca como vetor energético devido sua alta densidade gravimétrica de energia e
sua produção e uso possuírem emissão zero de carbono, sendo a fotoeletrocatálise
uma alternativa disruptiva sua produção. Isso se justifica pelo uso de semicondutores
baseados em óxidos metálicos como fotoeletrocatalisadores e o emprego de energia
solar no processo. Dentre os materiais semicondutores, o vanadato de bismuto
(BiVO4) atraí atenção por possuir uma densidade de fotocorrente máxima teórica de
7,5 mA/cm2
, que corresponde ao fator de conversão solar para hidrogênio (STH) de
9.2 %. Na pesquisa doutoral em andamento, foram desenvolvidos fotoânodos de
BiVO4 através da eletrodeposição do oxiiodeto de bismuto (BiOI) e, posteriormente foi
realizada a conversão termal seguida de um tratamento químico em meio básico,
objetivando a produção de H2V via fotoeletroquímica. A fim de garantir a
reprodutibilidade da eletrossíntese do BiOI, o experimento foi realizado em
quintuplicata e, através de micrografias e dos gráficos de densidade de corrente vs.
tempo de cada uma das amostras produzidas, foi possível observar o mesmo perfil e
a mesma morfologia do BiOI produzido. Considerando que a carga elétrica aplicada
no sistema durante a eletrodeposição está atrelada à concentração do oxiiodeto na
superfície do substrato, foi avaliado o efeito da carga elétrica no fotoeletrodo
produzido, desde a espessura das nanoestruturas e dos filmes obtidos a performance
fotoeletroquimica do BiVO4. Com a elevação da carga aplicada, pode-se notar um
crescimento das nanoplacas e do filme fino de BiOI. Em relação à primeira, houve um
aumento de 22,0 ± 5,9 para 70,1 ± 16,8 nm com a variação da carga de -0,01 a -0,6
C. No tocante à espessura, com a mudança da carga de -0,2 a -1,0 C, percebeu-se o
aumento de 0,745 ± 0,078 para 1,904 ± 0,042 m, o que demonstra o impacto da
carga elétrica na eletrodeposição do oxiiodeto. Ademais, traçando os devidos
paralelos, como a carga aplicada pode ser atrelada à concentração, foi observado
como o filme de BiOI pode impactar na performance do BiVO4. Foi realizada, em
triplicata, a caracterização eletroquímica dos fotoanodos de vanadato produzidos nas
cargas de -0,2, -0,4, -0,6, -0,8 e -1,0 C, sendo observado a elevação da densidade de
fotocorrente e a diminuição da resistência de transferência eletrônica com o aumento
da carga elétrica, sendo -0,8 C a melhor condição, onde tem-se a densidade de
fotocorrente média de 3 mA/cm2 e uma resistência de transferência eletrônica de 2,33
kΩ. Sabendo que esta foi a melhor condição dentre todas, foi realizada a produção
fotoeletroquímica de hidrogênio, em triplicata, dos fotoanodos nessa condição, onde
produziu-se 2,83 ± 0,26 mL h
-1cm-2 de H2, aproximadamente. Nessa perspectiva, o
BiVO4 demonstra toda sua viabilidade como fotoanodo seja pelas fotocorrentes
alcançadas, seja pela estabilidade apresentada ao longo da produção
fotoeletroquímica de hidrogênio verde, o que mostra toda sua potencialidade no
campo de hidrogênio verde.

 

MEMBROS DA BANCA:
Externa à Instituição - CLAUDIA LONGO
Externo à Instituição - FAUSTHON FRED DA SILVA - UFPB
Externo à Instituição - FLAVIO LEANDRO DE SOUZA
Presidente - ***.487.700-** - GIOVANNA MACHADO - UFPE