Estudo da formação de filmes de CuO por pulverização catódica para aplicação na fotoeletrólise da água (2025)
- Authors:
- Autor USP: AIZOUN, FIACRE MAHUGNON - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SMM
- DOI: 10.11606/D.18.2025.tde-28042025-102416
- Subjects: FILMES FINOS; ELETROQUÍMICA
- Keywords: Fotoeletrólise da água.; Pulverização catódica.
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: A redução do uso de combustíveis fósseis é essencial para mitigar os impactos ambientais causados pela emissão de gases de efeito estufa, que estão diretamente associados ao aquecimento global e às mudanças climáticas. Os efeitos dessas mudanças já são evidentes em eventos climáticos extremos, resultando em tragédias humanas e econômicas. Esses eventos, muitas vezes associados ao aquecimento global, destacam a urgência de limitar a dependência de fontes fósseis, como petróleo, carvão e gás natural, que não apenas agravam o efeito estufa, mas também comprometem a sustentabilidade energética devido à sua natureza finita. Em contrapartida, o aumento da produção de combustíveis renováveis, como hidrogênio verde, oferece uma alternativa viável e sustentável, uma vez que contribuem para a redução da pegada de carbono, promovendo o desenvolvimento de tecnologias limpas e ajudam a diversificar a matriz energética. Atualmente, o principal método para a produção de hidrogênio verde é a eletrólise da água, que utiliza eletricidade proveniente de fontes renováveis para dividir a água em hidrogênio e oxigênio de forma limpa e sustentável. A produção de hidrogênio verde via fotoeletrólise da água é uma tecnologia promissora que utiliza energia solar para dividir a água em hidrogênio e oxigênio, empregando semicondutores fotoativos. Neste trabalho estudamos filmes finos de CuO produzidos por pulverização catódica. Utilizando várias técnicas de caracterização como XRD, Raman e XPS;revelou-se que o CuO depositado durante 15 minutos por pulverização catódica cristaliza numa estrutura monoclínica quando tratado termicamente a 550°C por 2h. Essa reação resulta na formação de uma camada fina de óxido de cobre (CuO) sobre o substrato. A perfilometria do filme depositado a partir de um alvo de Cu metálico (99,9% de pureza), usando uma atmosfera de argônio puro a uma pressão de trabalho de 3,2 × 10^[2 ]Torr, potência de DC ajustada em 50 W e tratado termicamente a 550 °C por 2h tem espessura de aproximadamente 200 nanómetros. Os espectros UV/Vis combinados com Tauc Plot indicam o valor de bandgap correspondente à 1,55 eV. As medidas PEC demonstram uma densidade anódica de fotocorrente de 0,5 mA/cm^[2 ]para o filme de CuO puro. Porém, devido à sua baixa estabilidade, empregamos uma estratégia que envolve a deposição de uma camada ultrafina de óxido de titânio na superfície do filme. Isto foi feito para minimizar os locais de redução de CuO e aumentar a estabilidade do filme. Afinal, a transição para fontes de energia renováveis, como o hidrogênio verde, é uma necessidade premente para enfrentar os desafios impostos pelas mudanças climáticas e pela degradação ambiental. A pesquisa sobre filmes finos de CuO, especialmente no contexto da fotoeletrólise da água, destaca o potencial dessa tecnologia na produção sustentável de hidrogênio. A caracterização detalhada dos filmes, incluindo a cristalização e as propriedades ópticas, fornece insights valiosos paraotimizar seu desempenho. A introdução de uma camada ultrafina de óxido de titânio não apenas melhora a estabilidade do filme, mas também representa um passo importante na busca por materiais mais eficientes e duráveis para aplicações em energia renovável. Assim, este trabalho não apenas contribui para o avanço do conhecimento científico, mas também reforça a importância de inovações tecnológicas na luta contra a dependência de combustíveis fósseis e na promoção de um futuro energético mais sustentável
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2025
- Data da defesa: 06.03.2025
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
-
ABNT
AIZOUN, Fiacre Mahugnon. Estudo da formação de filmes de CuO por pulverização catódica para aplicação na fotoeletrólise da água. 2025. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-28042025-102416/. Acesso em: 15 fev. 2026. -
APA
Aizoun, F. M. (2025). Estudo da formação de filmes de CuO por pulverização catódica para aplicação na fotoeletrólise da água (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-28042025-102416/ -
NLM
Aizoun FM. Estudo da formação de filmes de CuO por pulverização catódica para aplicação na fotoeletrólise da água [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 15 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-28042025-102416/ -
Vancouver
Aizoun FM. Estudo da formação de filmes de CuO por pulverização catódica para aplicação na fotoeletrólise da água [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 15 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-28042025-102416/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2025.tde-28042025-102416 (Fonte: oaDOI API)
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