Construção de fotocatalisadores heteroestruturados de Cs2AgBiBr6/bismuteno e sua aplicação para produção de combustíveis solares a partir da redução fotocatalítica de CO2 - Sena, Michael Segundo (2023)
Redução fotocatalítica de CO2 é o processo que utiliza a energia da luz e fotocatalisadores para converter moléculas de CO2 em combustíveis solares tais como H2 e CH4, que são considerados uma promissora fonte de energia devido à sua alta densidade energética e capacidade de armazenamento. Esse processo pode ajudar a enfrentar os desafios relacionados a proteção ambiental e produção de energias sustentáveis, reduzindo as emissões de gases de efeito estufa e fornecendo uma forma de armazenar energia renovável. Perovskitas de haleto sem chumbo têm sido exploradas recentemente como materiais promissores para redução fotocatalítica de CO2, pois oferecem uma alternativa mais segura às tradicionais perovskitas de haleto com chumbo e têm demonstrado resultados encorajadores em fotocatálise. Dentre eles, Cs2AgBiBr6 é uma perovskita dupla que se destaca como uma excelente alternativa devido à sua não toxicidade, propriedades optoeletrônicas excepcionais e multifuncionalidade. Entretanto, a aplicação de Cs2AgBiBr6 é limitada pela sua baixa eficiência de separação de cargas fotogeradas. Nesse sentido, este trabalho relata a síntese e caracterização de compósitos de Cs2AgBiBr6/bismuteno através de um processo de automontagem de nanopartículas de Cs2AgBiBr6 sobre nanofolhas bidimensionais de bismuteno com atividade fotocatalítica melhorada para a redução de CO2. Os nanocompósitos otimizados de Cs2AgBiBr6/bismuteno apresentaram atividade fotocatalítica de 14,79 (±1,66) μmol g–1h–1 com base no consumo total de elétrons a 1 sol, com uma seletividade de 81 (±1) % para CH4. O maior desempenho fotocatalítico dos compósitos em relação à perovskita pura é atribuído à sua mobilidade de cargas melhorada e supressão da recombinação dos pares elétron–buraco, além do aumento da capacidade de absorção de luz promovido pela heterojunção de bismuteno com a perovskita.