Síntese e caracterização de nanopartículas de WO3 para aplicação em fotoeletrodo

Abstract

Devido as altas emissões de gases poluentes no meio ambiente, a ciência está trabalhando cada vez mais na criação de tecnologias baratas e sustentáveis destinadas a aplicação em energias renováveis. O Brasil tem um grande potencial para utilização de energia solar em sua matriz energética. Para o aproveitamento da energia solar são utilizados painéis solares para converter essa energia em energia elétrica. O material mais utilizado para a produção dos painéis solares é o silício, no entanto, busca-se a aplicação de outros semicondutores que possam apresentar uma maior eficiência e um custo mais baixo para sua produção e que ainda não agridam o meio ambiente. Os nanomateriais, como por exemplo o óxido de tungstênio (WO3), destaca-se devido as suas propriedades físico-químicas. No presente projeto, nanopartículas de WO3 puras e de WO3 dopadas com prata foram sitetizadas pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas em temperatura de 160oC em diferentes tempos. Os pós obtidos foram caracterizados por Difratometria de Raio X (DRX), Microscopia Eletrônica de varredura com Emissão de Campo (MEV – FEG). Além disso, as nanopartículas de WO3 puras foram depositadas em um substrato de vidro condutor e foi produzido um eletrodo. Foi realizada caracterização fotoeletroquímica deste eletrodo utilizando uma célula eletroquímica napresença e na ausência de luz. Os resultados de DRX e de MEV-FEG mostraram que a prata causa distorções estruturais na estrutura do WO3 e também mudanças na morfologiadas das partículas. A caracterização fotoeletroquímica do eletrodo de WO3 mostrou que este material apresenta potencial para futura aplicação em células fotovoltaicas.

Due to the high emissions of polluting gases in the environment, science is increasingly workingon the creation of cheap and sustainable technologies intended for application in renewable energies. In Brazil there is a great potential for using solar energy in its energy matrix solar panels are used to convert this energy into electrical energy to take solar energy. The material most used for the production of solar panels is silicon, however the scientists are looking for semiconductors application that can present greater efficiency and lower cost for their production, in addition still do not harm the environment. Nanomaterials, such as tungsten oxide(WO3), stand out due to their physicochemical properties. In the present project, pure WO3 and silver-doped WO3 nanoparticles synthesized by the microwaveassisted hydrothermal method. The nanoparticles were synthesized at a temperature of 160°C at different times. The materials obtained were characterized by X-Ray Diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscopy with Field Emission (SEM-FEG). In addition, pure WO3 nanoparticles were deposited on a conductive glass substrate and an electrode was produced. The photoelectrochemical characterization of this electrode was performed using an electrochemical cell in the presence and absence of light. XRD and SEM-FEG results showed that silver causes structural distortions in the WO3 structure, also changes in particle morphology. The photoelectrochemical characterization of the WO3 electrode showed that this material has potential for future application in photovoltaic cells.