<\/p>\n
Diminuir as emiss\u00f5es de di\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>) na atmosfera \u00e9 um objetivo global que envolve esfor\u00e7os de diversos setores da sociedade. Entre os esfor\u00e7os cient\u00edficos, est\u00e1 o desenvolvimento de tecnologias para a convers\u00e3o da mol\u00e9cula de di\u00f3xido de carbono em outros compostos baseados em carbono que possam ser usados como mat\u00e9rias-primas na ind\u00fastria.<\/p>\n No CINE, um grupo de pesquisadores da UNICAMP, liderados pela professora Claudia Longo<\/a>, tem trabalhado nessa linha de pesquisa. A proposta deles \u00e9 a mais sustent\u00e1vel poss\u00edvel: utilizar luz solar como fonte de energia para produzir mol\u00e9culas de valor comercial a partir de di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua. A ideia \u00e9 que o processo seja realizado em um equipamento muito simples, uma c\u00e9lula fotoeletroqu\u00edmica, formada por dois eletrodos contendo materiais semicondutores (o anodo e o catodo) imersos em uma solu\u00e7\u00e3o aquosa contendo di\u00f3xido de carbono (o eletr\u00f3lito) e conectados a uma c\u00e9lula solar externa, cuja fun\u00e7\u00e3o \u00e9 fornecer a energia necess\u00e1ria para impulsionar as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas, complementando a energia recebida diretamente do sol.<\/p>\n Quando semicondutores absorvem radia\u00e7\u00e3o solar, el\u00e9trons (de carga negativa) e buracos (de carga positiva) deslocam-se por caminhos diferentes. Em semicondutores tipo-n, que s\u00e3o usados como anodos na c\u00e9lula fotoeletroqu\u00edmica, os buracos migram para a superf\u00edcie, onde podem promover rea\u00e7\u00f5es de oxida\u00e7\u00e3o, como a quebra da mol\u00e9cula de \u00e1gua (H2<\/sub>O) para produzir oxig\u00eanio. J\u00e1 em semicondutores tipo-p, s\u00e3o os el\u00e9trons os que se dirigem \u00e0 superf\u00edcie. Usados como catodos na c\u00e9lula fotoeletroqu\u00edmica, os semicondutores tipo-p promovem a rea\u00e7\u00e3o de redu\u00e7\u00e3o de CO2<\/sub>,\u00a0formando novas mol\u00e9culas. Dessa forma, o di\u00f3xido de carbono emitido, por exemplo, em alguma ind\u00fastria, cujo destino final seria a atmosfera, poderia ser convertido em outros compostos de valor comercial.<\/p>\n Infelizmente, esse processo simples e sustent\u00e1vel ainda n\u00e3o \u00e9 vi\u00e1vel fora do laborat\u00f3rio. Para que isso se torne poss\u00edvel,\u00a0um dos desafios que devem ser superados \u00e9 o desenvolvimento de semicondutores capazes de realizar a redu\u00e7\u00e3o de CO2<\/sub> de forma eficiente. \u00c9 tamb\u00e9m importante que esses materiais sejam est\u00e1veis (ou seja, que tenham vida \u00fatil prolongada) e que possam ser fabricados usando m\u00e9todos descomplicados a partir de elementos abundantes no planeta Terra.<\/p>\n Com esse objetivo, os pesquisadores do CINE, junto a colaboradores da pr\u00f3pria UNICAMP e de universidades do Reino Unido, Estados Unidos e Pa\u00edses Baixos, realizaram um estudo detalhado de um material sobre o qual havia pouca informa\u00e7\u00e3o dispon\u00edvel na literatura cient\u00edfica: o tunsgtato de cobre(I). Esse material, cuja f\u00f3rmula \u00e9 Cu2<\/sub>WO4<\/sub>, \u00e9 um semicondutor tipo-p composto por cobre, tungst\u00eanio e oxig\u00eanio. \u00c9 importante n\u00e3o confundi-lo com o tungstato de cobre(II) (CuWO4<\/sub>), semicondutor tipo-n bastante presente na literatura cient\u00edfica, que j\u00e1 foi testado como anodo para oxida\u00e7\u00e3o fotoeletroqu\u00edmica da \u00e1gua, entre outras aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n Inicialmente, os cientistas do CINE sintetizaram o Cu2<\/sub>WO4<\/sub> utilizando um arco-voltaico, que \u00e9 um fluxo muito intenso de corrente el\u00e9trica.\u00a0Trata-se de um m\u00e9todo inovador e promissor para obten\u00e7\u00e3o de \u00f3xidos complexos como esse. A t\u00e9cnica permitiu preparar um material de alta qualidade em minutos, superando os outros m\u00e9todos reportados na literatura cient\u00edfica, que levam horas ou dias para chegar ao mesmo resultado. O material foi ent\u00e3o submetido a uma completa investiga\u00e7\u00e3o experimental e te\u00f3rica de suas propriedades, inclusive as fotoeletroqu\u00edmicas. O trabalho, que foi realizado dentro\u00a0do doutorado e p\u00f3s-doutorado de Miguel Tayar Galante<\/a>, desenvolvidos na Unicamp com orienta\u00e7\u00e3o e supervis\u00e3o da professora Longo, foi reportado em um artigo recentemente publicado na ACS Applied Materials and Interfaces<\/a>.<\/p>\n Entre outras contribui\u00e7\u00f5es, o trabalho conseguiu resolver um debate sobre a estrutura cristalina do Cu2<\/sub>WO4<\/sub>, iniciado no final da d\u00e9cada de 1980. Os autores puderam demonstrar que o material pertence ao grupo espacial P1, um dos 230 grupos que organizam as poss\u00edveis simetrias dos materiais de estrutura cristalina; ou seja, aqueles em que os \u00e1tomos\u00a0 est\u00e3o organizados em um padr\u00e3o tridimensional que se repete no espa\u00e7o.<\/p>\n Os pesquisadores do CINE pretendem come\u00e7ar em breve a avaliar a aplica\u00e7\u00e3o do tunsgtato de cobre(I) em fotocatodos para redu\u00e7\u00e3o de CO2<\/sub>. Inicialmente, o grupo est\u00e1 trabalhando para aumentar a vida \u00fatil dos fotocatodos. \u201cEmbora eles apresentem fotocorros\u00e3o no decorrer das eletr\u00f3lises, j\u00e1 estamos conseguindo aumentar a sua estabilidade com uma camada de um aminosilano, considerando os estudos anteriores que publicamos no ChemCatChem<\/a>\u201d, comenta a cientista. “A camada de aminosilano sobre o fotocatodo apresenta dois efeitos interessantes: inibe a corros\u00e3o induzida pela luz e aumenta a seletividade para produ\u00e7\u00e3o de formiato, que \u00e9 utilizado na ind\u00fastria aliment\u00edcia, t\u00eaxtil, de papel e couro e na produ\u00e7\u00e3o de diversos produtos qu\u00edmicos”, completa.<\/p>\n Refer\u00eancia dos artigos cient\u00edficos:<\/strong>\u00a0Arc Synthesis, Crystal Structure, and Photoelectrochemistry of Copper(I) Tungstate.<\/em>\u00a0Miguel Tayar Galante, Aleksandar \u017divkovi\u0107, J\u00e9ssica Costa Alvim, Cinthia Cristina Calchi Kleiner, M\u00e1rcio Sangali, S. F. Rebecca Taylor, Adam J. Greer, Christopher Hardacre, Krishnan Rajeshwar, Rubens Caram, Rodnei Bertazzoli, Robin T. Macaluso, Nora H. de Leeuw, and Claudia Longo.\u00a0ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 28, 32865\u201332875.\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1021\/acsami.1c03928<\/a>.<\/p>\n Aminopolysiloxane as Cu2<\/sub>O photocathode overlayer: photocorrosion inhibitor and low overpotential CO2\u2010to\u2010formate selectivity promoter.<\/em>\u00a0M. T. Galante, P. V. B. Santiago, V. Y. Yukuhiro, L. A. da Silva, N. A. dos Reis, C. T. G. V. M. T. Pires, N. G. Macedo, L. S. Costa, P. S. Fern\u00e1ndez, C. Longo. , ChemCatChem 12, 859-863 (2020).\u00a0https:\/\/doi.org\/10.1002\/cctc.202001638<\/a><\/p>\n Autores dos artigos que s\u00e3o ou eram membros do CINE:\u00a0<\/strong>Miguel Tayar Galante (p\u00f3s-doc, UNICAMP), Patr\u00edcia Santiago (p\u00f3s-doc, UNICAMP), J\u00e9ssica Costa Alvim (doutoranda, UNICAMP), Victor Yoiti Yukuhiro (mestrando, UNICAMP), N\u00e1dia Guerra Macedo (p\u00f3s-doc, UNICAMP), Luelc Souza da Costa (p\u00f3s-doc, UNICAMP), Pablo S. Fernandez (professor da UNICAMP, pesquisador principal no CINE) e Claudia Longo (professora da UNICAMP, pesquisadora principal no CINE).<\/p>\n <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Diminuir as emiss\u00f5es de di\u00f3xido de carbono (CO2) na atmosfera \u00e9 um objetivo global que envolve esfor\u00e7os de diversos setores da sociedade. 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