Banca de QUALIFICAÇÃO: ELLEN CRISTOVÃO DE SOUZA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: ELLEN CRISTOVÃO DE SOUZA
DATA : 01/09/2026
LOCAL: Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais
TÍTULO:

Explorando a morfologia e heterojunções do vanadato de bismuto com o sistema NiO-Fe2O3 para ganho de performance fotoeletroquímica

PALAVRAS-CHAVES:

Vanadato de bismuto; Dopagem com tungstênio; Heterojunções; Fotoeletroquímica; Produção de hidrogênio; Reação de evolução de oxigênio; Filmes finos.

PÁGINAS: 37
RESUMO:

O vanadato de bismuto (BiVO₄) destaca-se como um semicondutor promissor para a produção fotoeletroquímica de hidrogênio, apresentando eficiência de conversão solar em hidrogênio da ordem de 9,1%. Entretanto, sua aplicação é limitada pela elevada taxa de recombinação de cargas e pela cinética lenta da reação de evolução de oxigênio (OER). Entre as estratégias para superar essas limitações destacam-se a modificação da morfologia, o controle de fases e planos cristalinos, a dopagem e a formação de heterojunções.

Resultados obtidos na etapa de mestrado demonstraram que a dopagem do BiVO₄ com W⁶⁺ durante a eletrodeposição, seguida de conversão térmica, promove melhorias significativas no desempenho fotoeletroquímico, com aumento de aproximadamente 40% na fotocorrente, atingindo 2,8 mA cm⁻². A incorporação de íons W⁶⁺ favorece a formação de estados doadores próximos à banda de condução, aumentando a condutividade e facilitando o transporte dos elétrons fotogerados. Esses resultados evidenciam o potencial da estratégia de dopagem para minimizar as limitações relacionadas ao transporte de carga no BiVO₄.

A proposta de tese consiste na continuidade e expansão desses resultados, direcionando-se à superação das limitações relacionadas à transferência de carga na interface e à cinética das reações superficiais. Para isso, propõe-se a formação de heterojunções entre o BiVO₄ otimizado e materiais do sistema Fe₂O₃-NiO, incluindo FeOOH, NiOOH e NiFe₂O₄. Essas estruturas apresentam potencial para favorecer a separação espacial de elétrons e buracos e a transferência de buracos para a superfície, contribuindo para a reação de evolução de oxigênio.

Serão empregadas as técnicas de spray pirólise e Adsorção e Reação Sucessiva de Camadas Iônicas (SILAR) para a deposição e formação das heteroestruturas. A combinação entre a dopagem com W⁶⁺ e a engenharia das interfaces permitirá investigar a sinergia entre o aumento da condutividade do semicondutor e a melhoria da transferência de cargas na superfície. Dessa forma, espera-se desenvolver materiais fotoeletroquímicos mais eficientes para a produção de hidrogênio, contribuindo para o avanço de rotas sustentáveis de geração de energia e para aplicações tecnológicas associadas à produção de combustíveis solares.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - ***.487.700-** - GIOVANNA MACHADO - UFRGS
Externa à Instituição - LIZETH CAROLINA MOJICA SANCHEZ - CETENE
Interna - 3100969 - NATHALIA BEZERRA DE LIMA
Externo à Instituição - SHERDIL KHAN - UFRGS