Grupo estuda como aplicar filmes de sulfeto de antimônio para gerar combustível ‘verde’

Por Agência FAPESP* – A aplicação de filmes de sulfeto de antimônio (III) (Sb₂S₃) para a geração de gás hidrogênio (H₂) a partir da fotoeletrólise da água foi tema de uma pesquisa conduzida no Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Os resultados foram publicados no periódico científico ACS Applied Energy Materials. O artigo conta com a autoria dos pesquisadores do CDMF Moisés Albuquerque de Araújo, Magno Barcelos Costa e Lucia Helena Mascaro.

De acordo com Araújo, um dos focos da pesquisa foi a modificação da superfície dos filmes de sulfeto de antimônio com o sulfeto de molibdênio (MoSx) para otimização da geração de hidrogênio. Uma iniciativa inédita nesse campo de estudo.

Em meio a outros materiais semicondutores, o Sb₂S₃ se destaca por apresentar elementos químicos abundantes e de baixa toxicidade, além de possuir propriedades optoeletrônicas adequadas para a produção de H₂, um combustível quimicamente “verde”, pois pode ser utilizado em equipamentos de células a combustível que funcionam como geradores, fornecendo eletricidade em estações fixas ou veiculares sem deixar resíduos.

O MoSx, por sua vez, é um material abundante, não tóxico e apresenta excelentes propriedades catalíticas para a geração de gás hidrogênio, principalmente quando comparado aos tradicionais catalisadores à base de metais preciosos.

Durante os estudos, tanto o Sb₂S₃ quanto o MoSx foram obtidos por eletrodeposição, um método sobretudo econômico. Paralelamente, procedimentos de caracterização física e química foram aplicados para os filmes puros de sulfeto de antimônio, bem como para os modificados superficialmente. Por fim, foram aplicadas técnicas fotoeletroquímicas.

O pesquisador explica que, até então, esse tipo de abordagem não havia sido relatado na literatura científica. Os trabalhos sobre o sistema Sb₂S₃ /MoSx destacam apenas suas aplicações em baterias.

“Neste estudo avançamos ao apontar que a melhora na geração de hidrogênio sobre o Sb₂S₃/MoSx é resultado da diminuição da ocorrência do fenômeno de recombinação do par elétron-buraco, ou a perda dos elétrons fotogerados, que são essenciais para o processo de geração de hidrogênio”, diz Araújo.

O artigo Improved Photoelectrochemical Hydrogen Gas Generation on Sb2S3 Films Modified with an Earth-Abundant MoSx Co-Catalyst pode ser lido em: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.1c03374.

* Com informações da Assessoria de Comunicação do CDMF.