Síntese de óxidos mistos de níquel, cobalto e cobre como fotoeletrocatalisadores para aplicação na reação de eletrólise da água

Abstract

A busca por fontes de energia mais limpas e sustentáveis tem impulsionado o desenvolvimento de tecnologias voltadas à produção de hidrogênio verde, especialmente por meio da eletrólise da água. Entretanto, a reação de desprendimento de oxigênio (OER), que ocorre no ânodo, apresenta cinética lenta e elevada demanda energética, tornando necessário o desenvolvimento de materiais capazes de melhorar a eficiência desse processo. Nesse contexto, os óxidos de metais de transição, como níquel, cobalto e cobre, apresentam características promissoras para aplicação como eletrocatalisadores e fotoeletrocatalisadores, devido às suas propriedades eletroquímicas e semicondutoras. Este trabalho teve como objetivo sintetizar e avaliar óxidos mistos de Ni, Co e Cu depositados sobre substratos de óxido de estanho dopado com flúor (FTO), visando sua aplicação como fotoeletrocatalisadores na OER. Os materiais foram preparados por eletrodeposição por potencial pulsado a partir de soluções aquosas contendo sais dos metais de interesse, seguida de tratamento térmico para favorecer a formação dos óxidos e sua aderência ao substrato. O desempenho eletroquímico e fotoeletroquímico dos materiais foi avaliado por voltametria linear e voltametria cíclica, na ausência e na presença de irradiação ultravioleta, além da determinação da área eletroquimicamente ativa (ECSA). Os resultados demonstraram que a composição dos óxidos influencia significativamente a atividade eletrocatalítica para a OER. Entre os materiais avaliados, a composição ternária contendo Ni, Co e Cu apresentou o melhor desempenho, indicando a existência de um efeito sinérgico entre os diferentes metais. A radiação também promoveu alterações na resposta fotoeletroquímica, evidenciando o potencial desses materiais para aplicações associadas à utilização de energia luminosa na conversão eletroquímica. Dessa forma, os resultados obtidos demonstram que óxidos mistos de Ni, Co e Cu constituem uma alternativa promissora para o desenvolvimento de fotoeletrocatalisadores destinados à produção sustentável de hidrogênio por eletrólise da água.