PRODUÇÃO FOTOCATALÍTICA DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA DO GLICEROL EMPREGANDO TiO2 DOPADO COM RÓDIO EM BAIXAS CONCENTRAÇÕES ADICIONADOS DE GRAFENO

Autores

  • Matheus F. Porto Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Estado do Ceará(IFCE) Autor
  • Erick F. Oliveira Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Estado do Ceará(IFCE) Autor
  • Mayara M. R. de Oliveira Universidade Federal do Ceará (UFC) Autor
  • Emanoel J. R. Sousa Universidade Federal do Ceará (UFC) Autor
  • Luana S. Bomfim Universidade Federal do Ceará (UFC) Autor
  • Lucas J. C. Nascimento Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Estado do Ceará (IFCE) Autor
  • Mariana M. Duarte Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Estado do Ceará (IFCE) Autor
  • Julia F. Alves Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Estado do Ceará (IFCE) Autor
  • Bruno C. B. Salgado Instituto Federal de Ciência e Tecnologia do Estado do Ceará (IFCE) Autor

Palavras-chave:

Hidrogênio verde, Fotocatálise Heterogênea, TiO2, Ródio, Energia Sustentável

Resumo

Diante da necessidade de substituir combustíveis fósseis, este estudo investigou a produção de hidrogênio (H₂) por fotocatálise heterogênea utilizando catalisadores de TiO₂ dopados com ródio (Rh) e grafeno. Os catalisadores foram sintetizados via fotodeposição com diferentes concentrações de Rh (0,025–0,1%) e testados em reações com glicerol como reagente sacrificial. O TiO₂ puro não apresentou atividade catalítica, enquanto os materiais dopados com Rh demonstraram produção significativa de H₂, com destaque para a concentração de 0,075% (6,425 mmol·g⁻¹·h⁻¹), considerada ideal pelo equilíbrio entre desempenho e economia de metal nobre. A adição de grafeno à formulação com 0,075% de Rh elevou a produção a 8.790,7 mmol·g⁻¹·h⁻¹, com o melhor desempenho observado com 1 mg. Os resultados evidenciam o potencial desses materiais como alternativas viáveis e sustentáveis para a geração de hidrogênio.

Referências

INTERNATIONAL ENERGY AGENCY (IEA). Renewables grew rapidly in 2023, but must grow faster still to meet climate change target. AP News, 2023.

SHIMURA, K.; YOSHIDA, H. Heterogeneous photocatalytic hydrogen production from water and biomass derivatives. Energy & Environmental Science, v. 4, n. 6, p. 2467–2481, 2011.

RAVELLI, D. et al. Photocatalysis. A multi-faceted concept for green chemistry. Chemical Society Reviews, v. 38, n. 7, p. 1999–2011, 2009.

KOZLOVA, E. A. et al. Comparative study of photoreforming of glycerol on Pt/TiO2 and CuOx/TiO2 photocatalysts under UV light. Materials Letters, Rússia, v. 283, p. 128901, 2021.

HUANG, C. W. et al. A current perspective for photocatalysis towards the hydrogen production from biomass-derived organic substances and water. International Journal of Hydrogen Energy, Taiwan, v. 45, n. 36, p. 18144–18159, 2020.

NGUYEN, T. V.; JUANG, R. S. The Effects of Pt Doping on the Structure and Visible Light Photoactivity of Titania Nanotubes. The Journal of Physical Chemistry C, v. 113, n. 9, p. 3422–3431, 2009.

BERDYUGIN, S. et al. Hydrogarnet-derived Rh/TiO2 catalysts with a low rhodium content for a photocatalytic hydrogen production. Materials Letters, Rússia, v. 307, p.130997. 2022.

CAMPOSECO, R. et al. Highly efficient photocatalytic hydrogen evolution by using Rh as co-catalyst in the Cu/TiO2 system. International Journal of Hydrogen Energy, México, v. 46, n. 51, p. 26074–26086.

CHENG, Ping et al. TiO2–graphene nanocomposites for photocatalytic hydrogen production from splitting water. International journal of hydrogen energy, v. 37, n. 3, p. 2224-2230, 2012.

ZHANG, W. et al. Enhanced photocatalytic hydrogen evolution over TiO₂–graphene composites: effect of graphene dispersion and content. Applied Catalysis B: Environmental, v. 245, p. 993–1001, 2019.

RODRIGUES, Giovani Damian. Produção de catalisadores a base de cobalto oriundo de baterias exauridas para aplicação fotocatalítica. 2019. 65 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019.

FORNARI, Ana Maria Dalcin. Atividade fotocatalítica e fotoeletroquímica de nanotubos TiO2 impregnados com nanopartículas de metais nobres ou pontos quânticos para aplicação na produção de hidrogênio. 2014.

ALMEIDA, Cristiane Gomes. Avaliação do papel do óxido de grafeno (GO) e da influência do zinco na geração fotocatalítica de hidrogênio empregando fotocatalisadores híbridos binários (GO-CdS e GO-Cd1-xZnxS) e ternários (Pt-GO-CdS e Pt-GO-Cd1-xZnxS). 2021.

Publicado

03-11-2025

Edição

Seção

Eletrocatálise e fotocatálise