dc.contributor.author | Costa, Magno Barcelos | |
dc.date.accessioned | 2022-11-29T13:26:36Z | |
dc.date.available | 2022-11-29T13:26:36Z | |
dc.date.issued | 2022-11-23 | |
dc.identifier.citation | COSTA, Magno Barcelos. Modificação de semicondutores de Sb2Se3 com co-catalisadores de MoSx e Pt para a produção de hidrogênio verde via water splitting solar. 2022. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17085. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17085 | |
dc.description.abstract | Sb2Se3 semiconductors have been shown to be excellent photocathodes with attractive optoelectronic properties when compared to other photoabsorbers commonly used. However, its photocorrosion in aqueous media prevents it from reaching satisfactory rates of photoelectrochemical (PEC) conversion and requires further modifications to make its use viable. In the present work, two co-catalysts are investigated separately to verify their influence during PEC experiments, these being MoSx and Pt. MoSx was deposited with different deposition cycles and showed a photocurrent density (jph) between −0.6 and −5.7 mA cm−2 at −0.2 VRHE, that is, a maximum value of ~70× greater than the non-modified film. The result showed that the lower the number of cycles, the greater its photoresponse, since the effect of parasitic light absorption was present. In addition, there was a reduction in the number of charge carrier recombination in the surface states in the presence of MoSx. Pt deposition was performed by electrodeposition (ED) and photoelectrodeposition (FED). The FED method resulted in superior performance compared to that in the absence of light, reaching a value 3× higher than the ED method, i.e., a jph value of −1.4 mA cm−2 at 0 VRHE. This result was related to the greater number of Pt particles distributed on the semiconductor surface due to the increase in available sites for Pt deposition. In short, the presence of both co-catalysts was essential for Sb2Se3-based semiconductors to achieve considerable results and allow their use as a promising alternative in solar water splitting. While MoSx needed to be in a strongly acidic medium and at −0.2 VRHE, Pt proved to be a more energetically favorable and eco-friendly alternative (i.e., at 0 VRHE and at pH 6.5). | eng |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | 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 | Sb2Se3 | por |
dc.subject | Hidrogênio | por |
dc.subject | Catalisador | por |
dc.subject | MoSx | por |
dc.subject | Pt | por |
dc.subject | Water splitting | eng |
dc.title | Modificação de semicondutores de Sb2Se3 com co-catalisadores de MoSx e Pt para a produção de hidrogênio verde via water splitting solar | por |
dc.title.alternative | Sb2Se3-based semiconductors modified with MoSx and Pt co-catalysts for green hydrogen production via solar water splitting | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Mascaro, Lucia Helena | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9130022476352844 | por |
dc.description.resumo | Semicondutores de Sb2Se3 têm se mostrado um excelentes fotocátodos com propriedades optoeletrônicas atrativas quando comparadas às de outros fotoabsorvedores comumente empregados. No entanto, sua fotocorrosão em meio aquoso o impede de atingir índices satisfatórios de conversão fotoeletroquímica (PEC) e, portanto, necessita de modificações adequadas que viabilizem seu uso. No presente trabalho, dois co-catalisadores foram investigados separadamente para verificar sua influência durante os experimentos PEC para produção de hidrogênio, sendo estes MoSx e Pt. MoSx foi depositado com diferentes ciclos de deposição e apresentou uma densidade de fotocorrente (jph) entre −0,6 e −5,7 mA cm−2 em −0,2 VRHE, ou seja, um valor máximo de ~70× maior do que o filme não modificado. O resultado mostrou que quanto menor o número de ciclos, maior a sua fotorresposta, uma vez que o efeito da absorção parasítica de luz esteve presente. Além disso, houve uma redução no número de recombinação de portadores de carga nos estados de superfície na presença do MoSx. A deposição da Pt foi realizada por eletrodeposição (ED) e fotoeletrodeposição (FED). O método FED resultou num desempenho superior em relação àquele na ausência de luz, atingindo um valor 3× maior do que o método ED, i.e., um valor de jph de −1,4 mA cm−2 em 0 VRHE. Esse resultado esteve relacionado com o maior número de partículas de Pt distribuídas na superfície do semicondutor devido ao aumento de sítios disponíveis para a deposição da Pt. Em suma, a presença de ambos os co-catalisadores foi essencial para que o Sb2Se3 atingisse um resultado considerável e permitisse seu uso como uma alternativa promissora em water splitting solar. Enquanto MoSx precisou estar em meio fortemente ácido e em −0,2 VRHE, Pt se mostrou uma alternativa mais energeticamente favorável e ecologicamente amigável (i.e., em 0 VRHE e em pH 6,5). | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo n° 2017/21365-8 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/2725856250417886 | por |