Banca de QUALIFICAÇÃO: FRANCISCO DE ASSIS SALES RIBEIRO

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: FRANCISCO DE ASSIS SALES RIBEIRO
DATA : 24/11/2025
LOCAL: Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais
TÍTULO:

Geração de hidrogênio verde por fotoeletrocatálise através da aplicação de nanoestruturas de dióxido de titânio e óxido de grafeno reduzido

PALAVRAS-CHAVES:

Eletrólitos; RSM; TiO2; Anodização; Grafeno.

PÁGINAS: 117
RESUMO:

A produção de hidrogênio via processos fotoeletroquímicos representa uma das estratégias mais promissoras para a crise energética global, combinando o uso da energia solar com materiais semicondutores de baixo custo e alta estabilidade. De modo geral, neste trabalho, buscou-se o aprimoramento da performance fotoeletrocatalítica de nanotubos de TiO2 (NTs) por meio de três abordagens principais: estudo de eletrólitos, otimização dos parâmetros de anodização e modificação estrutural com óxido de grafeno reduzido (rGO). Na etapa inicial do estudo, avaliou-se a influência de diferentes agentes sequestradores de buracos, conhecidos como hole scavengers, sobre a eficiência fotoeletrocatalítica dos nanotubos (NTs). Verificou-se que moléculas como o glicerol promoveram um aumento significativo na taxa de produção de hidrogênio quando comparadas a eletrólitos convencionais. Esses resultados evidenciam o papel determinante da polarizabilidade do solvente, da relação C:O e do potencial redox na dinâmica de transferência de carga e, consequentemente, na eficiência global do processo. Em seguida, a aplicação da Metodologia de Superfície de Resposta (RSM), associada ao planejamento experimental CCD, permitiu otimizar os parâmetros de anodização eletroquímica, resultando NTs mais longos, ordenados e com propriedades estruturais ajustadas para reduzir a resistência de transferência eletrônica. Para essa condição otimizada, foi alcançada uma taxa de produção de hidrogênio de 280 µL.cm-2.h-1, apresentando uma estabilidade eletroquímica significativamente superior às condições anteriores, o que confirma a eficácia da abordagem de otimização. Por fim, a incorporação de óxido de grafeno (GO) durante a anodização, seguida de sua redução in situ a rGO em atmosfera controlada, resultou em compósitos TiO2/rGO com propriedades estruturais e eletrônicas superiores ao TiO2 puro. A caracterização Raman confirmou a restauração parcial da rede sp2, enquanto as análises eletroquímicas evidenciaram menor resistência de transferência de carga, maior tempo de vida dos portadores e fotocorrente até o dobro do NTs puro. Como consequência, a produção de hidrogênio atingiu valores máximo de 3,8 mL.cm-2 em 120 min, cerca de 20 vezes maior do que o NTs puro. De forma integrada, os resultados obtidos demonstram que a escolha adequada do eletrólito, o controle preciso dos parâmetros de anodização e a modificação estrutural com rGO são estratégias complementares e sinérgicas para maximizar a eficiência de nanotubos de NTs na geração de hidrogênio solar, consolidando este sistema como uma alternativa promissora para aplicações em energia.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1754300 - BRAULIO SILVA BARROS
Externa à Instituição - CELIA MACHADO RONCONI - UFF
Externo à Instituição - CICERO INÁCIO DA SILVA FILHO - UFS