Nanocompósitos entre materiais de carbono e hexacianometalatos : preparação, deposição como filmes finos, caracterização e aplicação em dispositivos fotovoltaicos

Abstract

Resumo: Este trabalho tem como objetivo preparar e avaliar a potencialidade do uso de nanocompósitos entre materiais de carbono e hexacianometalatos na área de energia, com foco na confecção de uma célula solar sensibilizada por corante operando totalmente em meio aquoso. Foram preparados nanocompósitos ternários entre nanotubos de carbono (NTC), azul da Prússia e dióxido de titânio na forma de filmes finos, utilizando o método interfacial líquido/líquido. A quantidade de NTC utilizada como material de partida foi estudada, com medidas de fotocorrente mostrando que os filmes com maior quantidade de NTC geram maiores correntes, atingindo um valor de 538 ?A cm-2. Foi descrita, ainda, uma metodologia inovadora, simples e altamente reprodutível para a obtenção de nanocompósitos entre óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) e o azul da Prússia e seu análogo de cobre. Estes materiais foram obtidos através da imersão de filmes finos de GO em soluções aquosas dos cátions metálicos Fe3+ e Cu2+, seguida de uma reação de redução e posterior crescimento dos hexacianometalatos por via eletroquímica. Os nanocompósitos apresentam potencial para a aplicação em diversos campos como energia, sensores e catálise. Palavras-chave: Energia. Célula solar sensibilizada por corante. Hexacianometalatos. Óxido de grafeno. Nanotubos de carbono.

Abstract: This work aims to prepare and evaluate the potential of nanocomposites between carbon nanomaterials and hexacyanometalates in the energy field, focusing on preparing a dye-sensitized solar cell operating entirely in aqueous environment. Ternary nanocomposites were prepared between carbon nanotubes (CNT), Prussian blue and titanium dioxide in the form of thin films, using the liquid/liquid interfacial method. The amount of CNT used as starting material was studied, with photocurrent measurements showing that the films with the highest amount of CNT generate higher currents, reaching a value of 538 ?A cm-2. This work also reports a simple, direct, and easy route to prepare thin films between graphene oxide (GO) or reduced graphene oxide (rGO) and two hexacyanometallates. These materials were obtained by immersing thin films of GO in aqueous solutions of the metallic cations Fe3+ and Cu2+, followed by a reduction reaction and subsequent electrochemical growth of the Fe- or Cuhexacyanometallates, presenting potential application in different fields such as energy, sensor, and catalysis. Keywords: Energy. Dye sensitized solar cell. Hexacianometallates. Graphene oxide. Carbon nanotubes.