Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/12408
Registro completo de metadados
Campo DC | Valor | Idioma |
---|---|---|
dc.creator | GUSTAVO SGURSCOW PEREIRA | - |
dc.date.accessioned | 2025-08-07T13:43:36Z | - |
dc.date.available | 2025-08-07T13:43:36Z | - |
dc.date.issued | 2025 | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/12408 | - |
dc.description.abstract | As climate change intensifies and concerns about the environmental impacts of fossil fuel-based energy sources grow, the search for more sustainable and cleaner alternatives has become a global priority. Photocatalytic fuel cells (PFCs), which convert solar energy into chemical (and consequently electrical) energy, offer a promising solution in this context. This work presents the development and optimization of photocatalytic fuel cells based on BiVO₄/CoOx (photoanode) and Cu₂O/CuO (photocathode) photoelectrodes, focusing on CO₂ reduction and glyphosate oxidation. Half-cell results showed significant photocurrent gains after thermal treatment of Cu₂O films, which promoted the formation of a Cu₂O/CuO heterostructure, facilitating charge separation and increasing carrier density. The modification of BiVO₄ with a CoOx cocatalyst resulted in a shift of the Onset potential to more negative values and a significant increase in photocurrent, indicating more efficient hole extraction and reduced surface recombination. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analyses revealed a decrease in charge transfer resistance in both Cu₂O/CuO and BiVO₄/CoOx films, associated with an increase in the number of carriers available for redox reactions. In tests under different atmospheres, the presence of CO₂ in the cathodic compartment considerably increased the photocurrent density, while glyphosate acted as a fuel, further improving the system’s efficiency. The full cell, operating in borate electrolyte with glyphosate and saturated with CO₂, reached an open-circuit voltage of 0.63 V, a photocurrent density of 0.58 mA/cm², and a maximum power density of 0.05 mW/cm². These results demonstrate that photoelectrode engineering, through thermal treatments and cocatalyst addition, is essential to maximize charge separation, reduce resistive losses, and optimize both energy conversion and pollutant degradation in photoelectrochemical systems. | - |
dc.language.iso | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | BiVO4 | - |
dc.subject | Cu2O | - |
dc.subject | fotocatálise | - |
dc.subject | eletrodeposição | - |
dc.subject | nanopartículas. | - |
dc.subject.classification | Ciências Exatas e da Terra | pt_BR |
dc.title | Síntese e otimização de fotocátodos de Cu2O/CuO e fotoânodos de BiVO4/CoOx aplicados em células a combustível fotocatalíticas alimentadas por glifosato e CO2. | pt_BR |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | HEBERTON WENDER LUIZ DOS SANTOS | - |
dc.description.resumo | À medida que as mudanças climáticas se intensificam e aumentam as preocupações com os impactos ambientais das fontes tradicionais de energia baseadas em combustíveis fósseis, a busca por alternativas mais sustentáveis e limpas tornou-se uma prioridade global. As células fotocatalíticas a combustível (CCFs), que convertem energia solar em energia química (consequentemente em elétrica), oferecem uma solução promissora nesse contexto. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a otimização de CCFs baseadas em fotoeletrodos de BiVO₄/CoOx (fotoânodo) e Cu₂O/CuO (fotocátodo), com foco na redução de CO₂ e na oxidação do glifosato. Os resultados em meias células evidenciaram ganhos expressivos de fotocorrente após o tratamento térmico dos filmes de Cu₂O, que promoveu a formação de uma heteroestrutura Cu₂O/CuO, facilitando a separação de cargas e aumentando a densidade de portadores. A modificação do BiVO₄ com cocatalisador de CoOx resultou em deslocamento do Onset para potenciais mais negativos e aumento significativo da fotocorrente, indicando extração mais eficiente de buracos e menor recombinação superficial. As análises de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) revelaram diminuição da resistência de transferência de carga tanto nos filmes de Cu₂O/CuO quanto nos de BiVO₄/CoOx, relacionada ao aumento da quantidade de portadores disponíveis para as reações redox. Em testes sob diferentes atmosferas, a presença de CO₂ no compartimento catódico elevou consideravelmente a densidade de fotocorrente, enquanto o glifosato atuou como combustível, promovendo um aumento adicional na eficiência do sistema. A célula completa, operando em eletrólito de borato com glifosato e saturada com CO₂, atingiu uma tensão de circuito aberto de 0,63 V, densidade de fotocorrente de 0,58 mA/cm² e densidade de potência máxima de 0,05 mW/cm². Esses resultados demonstram que a engenharia dos fotoeletrodos, via tratamentos térmicos e adição de cocatalisadores, é fundamental para maximizar a separação de cargas, reduzir perdas resistivas e otimizar a conversão energética e a degradação de poluentes em sistemas fotoeletroquímicos. | pt_BR |
dc.publisher.country | null | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFMS | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Engenharia Física - Bacharelado (INFI) |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|
24705.pdf | 1,78 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.