Contribuições da Fotoeletroquímica para o desenvolvimento sustentável: aproveitando a energia solar com eletrodos semicondutores para diminuir a “pegada de carbono” e para descontaminar água

Palestrante:  Profa. Dra. Claudia Longo – Departamento de Físico-Química -IQ – UNICAMP

Resumo:  De acordo com a IUPAC, “Photoelectrochemistry is the chemistry resulting from the interaction of light with electrochemical systems”. O “Grupo de Fotoeletroquímica & Conversão de Energia” se dedica a investigar materiais semicondutores para converter a luz em diferentes aplicações. Recentemente, desenvolvemos um eletrodo de difusão gasosa (EDG) contendo fotocatalisadores para promover reações químicas de interesse sob irradiação. Nos reatores para descontaminar água, uma célula solar é conectada ao foto-anodo de TiO2 (ou BiVO4) e ao foto-EDG contendo óxidos de prata, bismuto e tungstênio. Sob fluxo de ar, a redução do O2 no fotocatodo gera H2O2 in situ e aumenta a eficiência do reator na remoção de contaminantes da água, como demonstrado para o antibiótico amoxicilina (remoção de 0,11 mg cm-2 h-1). Os reatores para converter CO2 são montados com foto-anodo de BiVO4 conectado ao foto-EDG de Cu2WO4 (ou Cu2O/CuO/TiO2) sob fluxo de CO2. A combinação adequada dos fotoeletrodos garante que os reatores operem sem aplicação de potencial externo (“bias-free”); sob irradiação, produzem etanol e formiato (ca. 20 μg h-1 cm-2) a partir do CO2, enquanto o foto-anodo pode converter glicerol em formiato (0,23 mg cm-2 h-1) e glicolato (59 μg cm-2 h-1). Nosso trabalho inclui desde a síntese de semicondutores até a montagem de reatores e demonstra, com provas de conceito, como a Fotoeletroquímica pode contribuir para promover a economia circular, descontaminar a água, diminuir a “pegada de carbono” e a “pegada ecológica” utilizando a energia solar.

Claudia Longo é Professora Associada no Instituto de Química – UNICAMP (ingressou no quadro docente em 2004), coordena o “Grupo de Fotoeletroquímica & Conversão de Energia”. Bacharel em Química (1990), com Mestrado (1994) e Doutorado (1998) em Ciências: Físico-Química pela USP e Livre Docência (2017) pela UNICAMP. Desenvolveu projetos SWE e Pós-DR nas Universidades de Barcelona (1995-1996), Pierre & Marie Curie (1999) e UNICAMP (2000-2003). Atuou como pesquisadora visitante nas Universidades Texas-Arlington e Califórnia-Santa Cruz (2011) e Manchester (2018, 2020). Atua no “Center for Innovation on New Energies – CINE” (co-PI 2018-2023; AR 2023-2028). Teve bolsas e financiamento Capes, CNPq, Fapesp e Fundação Fulbright. As publicações refletem os interesses em conversão de energia solar, incluindo a síntese de semicondutores e sua aplicação em células solares, na descontaminação da água por fotocatálise e na conversão de CO2 e glicerol em “combustíveis solares”.