dc.contributor.author | Oliveira, Cristian Hessel de | |
dc.date.accessioned | 2024-02-05T17:34:49Z | |
dc.date.available | 2024-02-05T17:34:49Z | |
dc.date.issued | 2023-12-15 | |
dc.identifier.citation | OLIVEIRA, Cristian Hessel de. Oxidação fotoeletroquímica de metanol, etileno glicol e glicerol em CdS, BiVO4 e BiVO4:Zr-Mo:Pt. 2023. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19190. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19190 | |
dc.description.abstract | The photoelectrochemical production of hydrogen (H2) from the water splitting reaction in photoelectrochemical cells is a promising alternative for the production of clean and sustainable energy. However, this process still faces some challenges, such as charge carrier recombination, photocorrosion of photoelectrodes, and slow kinetics of the oxidation reaction in the anodic compartment. By using dopants and co-catalysts, charge carrier recombination can be minimized. While the use of sacrificial agents can help to reduce the photocorrosion of the material, as well as increase the activity of the system by replacing the water oxidation reaction. In this work, the study of the oxidation reaction of different biomass-derived alcohols (methanol, ethylene glycol, and glycerol) as substitutes for the water oxidation reaction is performed, where the effect of the increase in the chain length of these alcohols (structure) with respect to the observed activity (reactivity) and inhibition of photocorrosion was investigated. CdS, BiVO4, BiVO4:Zr-Mo, and BiVO4:Zr-Mo:Pt were the photoanodes evaluated. With respect to CdS, the addition of biomass-derived alcohols to the system strongly inhibited the photocorrosion of the material. The use of dopants and co-catalysts in the BiVO4 photoanode increased the activity of the system for photoelectrochemical oxidation, due to the increased light absorption and the decrease in recombination between the charge carriers. And, regardless of the semiconductor, larger photoelectrochemical oxidation currents densities were observed in the presence of biomass-derived alcohols than only in water and, among the alcohols studied, the order of activity was: jMethanol < jEt.Glycol < jGlycerol < jSulfide, indicating that these alcohols act as hole scavengers and the increase in the number of [COH] groups seem to have a positive effect on increasing the activity of the system. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
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 | Agentes de sacrifício | por |
dc.subject | Biomassa | por |
dc.subject | Célula fotoeletroquímica | por |
dc.subject | Fotocorrosão | por |
dc.subject | Fotoanodo | por |
dc.subject | Sacrificial agents | eng |
dc.subject | Biomass | eng |
dc.subject | Photoelectrochemical cell | eng |
dc.subject | Photocorrosion | eng |
dc.subject | Photoanode | eng |
dc.title | Oxidação fotoeletroquímica de metanol, etileno glicol e glicerol em CdS, BiVO4 e BiVO4:Zr-Mo:Pt | por |
dc.title.alternative | Photoelectrochemical oxidation of methanol, ethylene glycol, and glycerol on CdS, BiVO4 and BiVO4:Zr-Mo:Pt | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Sitta, Elton Fabiano | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4326476348284298 | por |
dc.description.resumo | A produção fotoeletroquímica de hidrogênio (H2) a partir da reação de decomposição da água em células fotoeletroquímicas é uma alternativa promissora para a produção de energia limpa e sustentável. No entanto, este processo ainda enfrenta alguns desafios, como a recombinação de portadores de carga, a fotocorrosão dos fotoeletrodos e a cinética lenta da reação de oxidação no compartimento anódico. A partir da utilização de dopantes e co-catalisadores a recombinação de portadores de carga pode ser minimizada. Enquanto que a utilização de agentes de sacrifício pode auxiliar tanto na diminuição da fotocorrosão do material, quanto no aumento da atividade do sistema pelo fato de substituir a reação de oxidação da água. Neste trabalho, faz-se o estudo da reação de oxidação de diferentes álcoois derivados da biomassa (metanol, etileno glicol e glicerol) como substituintes para a reação de oxidação da água, onde o efeito do aumento do tamanho de cadeia desses álcoois (estrutura) com relação a atividade observada (reatividade) e inibição da fotocorrosão foi investigada. CdS, BiVO4, BiVO4:Zr-Mo e BiVO4:Zr-Mo:Pt foram os fotoanodos avaliados. Com relação ao CdS a adição de álcoois derivados da biomassa no sistema inibiu fortemente a fotocorrosão do material. A utilização dos dopantes e co-catalisadores no fotoanodo de BiVO4 aumentou a atividade do sistema para a oxidação fotoeletroquímica, devido à maior absorção de luz e à diminuição da recombinação entre os portadores de carga. E, independentemente do semicondutor, foram observadas correntes de oxidação fotoeletroquímica maiores na presença dos álcoois derivados da biomassa do que apenas em água e, entre os álcoois estudados, a ordem de atividade foi: jMetanol < jEt.Glicol < jGlicerol < jSulfito, indicando que esses álcoois atuam como capturadores de buracos e a o aumento do número de grupamentos [COH] parece ter um efeito positivo no aumento da atividade do sistema. | 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 | 2022/02300-0, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). | por |
dc.description.sponsorshipId | 141470/2023-2, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.description.sponsorshipId | 0001, Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/1960387014755134 | por |