Semicondutores heteroestruturados de BiVO4/V2O5 como fotoanodo para baterias aquosas de zinco-iodo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Rafael Rodrigues de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFVJM
Texto Completo: http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/3244
Resumo: O orientador e coorientador do trabalho n?o mencionados na lista da Folha de Aprova??o.
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spelling Souza, Rafael Rodrigues dePereira, M?rcio C?sarFabris, Jos? DomingosLavall, Rodrigo LassaroteSantos, Wayler Silva dosFabris, Jos? DomingosUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)Pereira, M?rcio C?sar2023-07-28T18:36:27Z2023-07-28T18:36:27Z20232023-02-24SOUZA, Rafael Rodrigues de. Semicondutores heteroestruturados de BiVO4/V2O5 como fotoanodo para baterias aquosas de zinco-iodo. 2023. 81 p. Disserta??o (Mestrado em Qu?mica) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Te?filo Otoni, 2023.http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/3244O orientador e coorientador do trabalho n?o mencionados na lista da Folha de Aprova??o.O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - Brasil (CAPES) - C?digo de Financiamento 001.O desenvolvimento de dispositivos capazes de armazenar energia vem, gradualmente, se tornando tema de relev?ncia not?vel para a sociedade atual. As baterias redox s?o alternativas interessantes, sobretudo na constru??o de sistemas qu?micos potenciais para a convers?o em eletricidade. Mais especificamente, as baterias aquosas redox de zinco-iodo (ZIRB) t?m relativamente baixo custo, alta estabilidade qu?mica, seguran?a ao manuseio e pode ser conceb?vel em projeto tecnol?gico ambientalmente amig?vel. O sistema das ZIRBs funciona atrav?s dos processos revers?veis de oxida??o e redu??o das esp?cies Zn? /Zn(OH)?-4 e I-/I-3. Durante a carga, o ?nion I- ? oxidado e promove a redu??o do Zn(OH)?-4; o processo reverso ocorre durante a descarga el?trica. Neste trabalho, a heterojun??o BiVO4/V2O5 foi empregada como fotoanodo, para governar o processo de carga fotoassistida da bateria. Sob ilumina??o, as cargas fotogeradas induzem a oxida??o do I- na interface eletrodo/eletr?lito, proporcionando a queda de potencial da carga. As estruturas e as morfologias dos materiais sintetizados foram determinadas por difratometria de raios X, reflect?ncia difusa UV-Vis, microscopia eletr?nica de transmiss?o e microscopia eletr?nica de varredura. O desempenho da carga do sistema foi monitorado por voltametria, cronopotenciometria e imped?ncia potenciost?tica. A fim de simular a excita??o energ?tica do espectro pela luz solar, a ilumina??o da fotobateria foi irradiada com luz de Xe. O carregamento da bateria com a densidade de corrente de 0,34 mA cm-?, realizado no escuro, demandou um potencial de 2,43 V, ao passo que ocorreu redu??o de ~11,9% do potencial para a mesma carga sob luz, alcan?ando uma capacidade especifica de carga de 500 mA h g-?. Os presentes resultados da fotoeletroqu?mica contribuem substantivamente ao desenvolvimento tecnol?gico e a novos estudos fundamentais sobre sistemas baseados na estocagem qu?mica de eletricidade, destinados a sistemas geradores renov?veis de energia.Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2023-07-28T18:25:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) rafael_rodrigues_souza.pdf: 1991787 bytes, checksum: 59b1e45b7994997419feabdc157cba09 (MD5)Approved for entry into archive by Jos? 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Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2023.The development of chemical mechanisms towards storing energy has been increasingly a topic of notable relevance for our society. Redox batteries are interesting alternatives for storing electricity. More specifically, zinc-iodine aqueous redox batteries (ZIRB) are interesting in several aspects, including low cost, high chemical stability, safety on handling and friendly environmental characteristics. The ZIRB system works through the reversible oxidation and reduction processes of Zn? /Zn(OH)?-4 and I-/I-3. On charging, I- is oxidized and promotes the reduction of Zn(OH)?-4; the reverse process occurs during its discharge. In this work, the BiVO4/V2O5 heterojunction was used as a photoanode to accompany the process of photoassisted battery charging. Under illumination, the stimulated photogenerated charges, at the electrode/electrolyte interface, promotes the oxidation of I-, thus dropping the charge potential. The structural and morphological characterization of the synthesized materials in the laboratory were performed with different techniques, namely X-ray diffraction, diffuse UV-Vis reflectance, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. The system efficiency was evaluated by voltammetry, chronopotentiometry and potentiostatic impedance. In order to simulate the sunlight spectrum, the photobattery was illuminated with an Xe light source. Charging the battery at a current density of 0.34 mA cm-?, in dark conditions, required a potential of 2.43 V, whereas, under light, the potential for the same charge dropped by ~11.9%, reaching a specific load capacity of 500 mA h g-?. The present results add to the technological development in the field of photoelectrochemistry to building water redox batteries, along with boosting further research and development on chemical storage of electricity generated from renewable energy sources.porUFVJMA concess?o da licen?a deste item refere-se ao ? termo de autoriza??o impresso assinado pelo autor, assim como na licen?a Creative Commons, com as seguintes condi??es: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publica??o, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus reposit?rios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei n? 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permiss?es assinaladas, para fins de leitura, impress?o e/ou download, a t?tulo de divulga??o da produ??o cient?fica brasileira, e preserva??o, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessSemicondutores heteroestruturados de BiVO4/V2O5 como fotoanodo para baterias aquosas de zinco-iodoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisFotoeletrodoFotobateriaFotoeletroqu?micaArmazenamento de energiaEconomia energ?ticaPotencial de cargaEnergia renov?velPhotoelectrodePhotobatteryPhotoelectrochemistryEnergy storageEnergy savingCharge potentialRenewable energyreponame:Repositório Institucional da UFVJMinstname:Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)instacron:UFVJMTEXTrafael_rodrigues_souza.pdf.txtrafael_rodrigues_souza.pdf.txtExtracted texttext/plain144773http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/3244/6/rafael_rodrigues_souza.pdf.txte5ceb84146566b07751c2006172504cdMD56LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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