Estudo teórico de materiais 2d para aplicações em energia limpa e catálise.
Nome: KARINA ALVES CANDIDO DA SILVA
Data de publicação: 13/07/2026
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| DEBORA CAVALHO DE MELO RODRIGUES | Examinador Externo |
| VALBERTO PEDRUZZI NASCIMENTO | Examinador Interno |
| WANDERLA LUIS SCOPEL | Presidente |
Resumo: Neste trabalho investigou-se a fotocat´alise para divis˜ao da ´agua e reduc¸ ˜ao eletrocatal´tica de
di´oxido de carbono via c´alculos de primeiros princ´pios baseados na Teoria do Funcional da
Densidade (DFT). A pesquisa foi desenvolvida em dois eixos principais a saber: (i) fotocat´alise
para divis˜ao da ´agua e (ii) reduc¸ ˜ao eletrocatal´tica de di´oxido de carbono. No primeiro estudo,
foi avaliado o potencial da heteroestrutura MoSe2/WSSe como fotocatalisador para a divis˜ao da
´agua. Os resultados indicam que a heteroestrutura apresenta alinhamento de bandas do tipo II,
favorecendo a separac¸ ˜ao espacial dos portadores de carga e reduzindo a recombinac¸ ˜ao el´etronburaco.
Al´em disso, verificou-se que a aplicac¸ ˜ao de deformac¸ ˜ao biaxial compressiva de 2%
promove um alinhamento adequado das bandas com os potenciais redox da ´agua, possibilitando
simultaneamente as reac¸ ˜oes de evoluc¸ ˜ao de hidrogˆenio e de oxigˆenio. Os espectros ´opticos
revelaram forte absorc¸ ˜ao na regi˜ao do vis´vel e elevada eficiˆencia te´orica de convers˜ao solar-parahidrog
ˆenio, atingindo valores pr´oximos de 39%, evidenciando o potencial da heteroestrutura
para aplicac¸ ˜oes em produc¸ ˜ao sustent´avel de hidrogˆenio. No segundo estudo, exploraram-se
as propriedades da bicamada de borofeno (BBL) pura e dopada com ´atomos isolados para
aplicac¸ ˜oes na reduc¸ ˜ao eletrocatal´tica de CO2. Os resultados mostraram que a dopagem met´alica
aumenta significativamente a adsorc¸ ˜ao e a ativac¸ ˜ao da mol´ecula de CO2, al´em de favorecer
a seletividade para a CO2RR em relac¸ ˜ao `a reac¸ ˜ao de evoluc¸ ˜ao de hidrogˆenio. A an´alise dos
mecanismos reacionais indica que a reduc¸ ˜ao ocorre preferencialmente pela rota mediada pelo
intermedi´ario OCHO, conduzindo `a formac¸ ˜ao de ´acido f´ormico (HCOOH). Entre os sistemas
estudados, o Ni@BBL apresentou o melhor desempenho catal´tico, com potencial limitante de
0,25 V, destacando-se como um promissor eletrocatalisador para a convers˜ao seletiva de CO2
em HCOOH.