dc.contributor.author | Destro, Fabrício Benedito | |
dc.date.accessioned | 2020-05-27T23:58:31Z | |
dc.date.available | 2020-05-27T23:58:31Z | |
dc.date.issued | 2020-03-13 | |
dc.identifier.citation | DESTRO, Fabrício Benedito. Influência dos contornos de grãos nas propriedades elétricas de hematita policristalina modificada com diferentes elementos químicos. 2020. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12836. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12836 | |
dc.description.abstract | The use of molecular hydrogen produced by photoelectrochemical cells is an alternative to fossil fuels, economically and environmentally. Hematite (α-Fe2O3) is a promising candidate to the realization of photoelectrochemical water splitting, by having low bandgap, chemical stability and low cost. However, disadvantages as low electrical conductivity and low lifetime of photogenerated holes harm its
theoretical efficiency. Literature has emphasized the production of nanostructured and/or modified hematite photoelectrodes aiming to get around such negatives, but due to the great number of interfaces present in the system, there is not a quali or quantitative control in the contribution of each one on the
efficiency loss. Therefore, is proposed a study with a simplified model, using a polycrystalline ceramic body modified with many cations (Sn, B, Ti, Zn, Zr and Sb), sintered at two temperatures, to verify the effect of grain boundaries, besides the different kinds of modifiers, on the electrical properties of hematite. The samples produced showed high relative density, besides different electric behaviors due to the different defects formed by the insertion of modifiers. In the case of modifications with Sn, it was formulated the hypothesis of the separation in two distinct grain boundary populations, as the sintering temperature gets larger. One of the components have a larger relaxation time, which translates into
a larger electrical resistance. Ti and Zr present similar behaviors as Sn. B did not present any enhancement, probably because its valence remains the same as iron. Zn, however, induced the formation of a secondary dielectric phase. Sb was appropriated to enhance hematite’s electrical conductivity, although the presence of a secondary phase limits its application. However, the system also presented a grain bounday component with high relaxation time, acting as a limiter of the conductivity. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Dopagem | por |
dc.subject | Propriedades elétricas | por |
dc.subject | Contornos de grão | por |
dc.subject | α-Fe2O3 | por |
dc.subject | Doping | eng |
dc.subject | Electrical properties | eng |
dc.subject | Grain boundaries | eng |
dc.title | Influência dos contornos de grãos nas propriedades elétricas de hematita policristalina modificada com diferentes elementos químicos | por |
dc.title.alternative | Number of grain and its influence on electrical properties of hematite modified with different chemical elements | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Leite, Edson Roberto | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1025598529469393 | por |
dc.description.resumo | O uso de hidrogênio molecular produzido por células fotoeletroquímicas como combustível químico é uma alternativa ao uso combustíveis fósseis, tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental. A hematita (α-Fe2O3) é um candidato promissor para a realização do water splitting fotoeletroquímico, por possuir baixo bandgap, estabilidade química e baixo custo. No entanto,
desvantagens como baixa condutividade elétrica e baixo tempo de vida de buracos fotogerados prejudicam sua eficiência teórica. A literatura tem dedicado ênfase na produção de fotoeletrodos de hematita nanoestruturados e/ou modificados a fim de contornar tais pontos negativos, mas devido ao grande número de interfaces presentes no sistema, não há controle quali e quantitativo na contribuição de cada uma destas na perda de eficiência. Portanto, propõe-se um estudo com um modelo simplificado, utilizado um corpo cerâmico policristalino de hematita modificada com vários cátions (como Sn, B, Ti, Zn, Zr e Sb), sinterizados em duas temperaturas, para verificar o efeito dos contornosde grão, além das diferentes espécies de modificadores, nas propriedades
elétricas da hematita. As amostras produzidas apresentaram alta densidade relativa, além de diferentes comportamentos elétricos devidos aos defeitos formados. No caso da modificação com Sn, formula-se a hipótese de uma separação em duas populações de contornos de grão distintas com o aumentoda temperatura de sinterização. Uma das componentes possui menor tempo de relaxação, o que se traduz em maior resistência elétrica. Ti e Zr apresentam comportamentos semelhantes ao Sn. B não apresentou melhoria, provavelmente porque sua valência permanece igual ao ferro. O Zn induziu a formação de uma
fase secundária dielétrica. O Sb se mostrou apropriado para o aumento na condutividade, embora a presença de uma fase secundária limite sua aplicação. No entanto, o sistema também apresentou componente de contorno de grão com
alto tempo de relaxação, que atua como limitador da condutividade. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: Código de Financiamento 001 | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: 88882.332718/2019-01 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3501169439113813 | por |