Banca de DEFESA: LAÍS PETRA MACHADO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : LAÍS PETRA MACHADO
DATA : 19/12/2025
HORA: 08:00
LOCAL: Defesa remota. Link a ser criado
TÍTULO:

DESCRIÇÃO TEÓRICA DA REAÇÃO DE DESPRENDIMENTO DE OXIGÊNIO NA FOLHA DE
G-C3N4 E DE G-C3N4 DOPADO COM FÓSFORO, PLATINA E NIÓBIO

 

PALAVRAS-CHAVES:

produção hidrogênio; g-C3N4; dopagem; eletrocatálise.

PÁGINAS: 176
RESUMO:

A crescente demanda por fontes de energia sustentáveis impulsiona o desenvolvimento de tecnologias baseadas em combustíveis alternativos, entre os quais o hidrogênio se destaca como um vetor energético limpo e versátil. Sua produção por meio da eletrólise da água, contudo, depende da eficiência de reações eletrocatalíticas, como a reação de desprendimento do oxigênio (OER), que apresenta barreiras energéticas elevadas. Nesse contexto, o nitreto de carbono grafítico (g-C₃N₄) surge como um material promissor devido à sua estrutura bidimensional, estabilidade térmica e abundância de sítios ativos, embora sua atividade catalítica intrínseca ainda seja limitada.

Este trabalho investiga, por meio de modelagem computacional baseada na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), o comportamento da OER em superfícies de g-C₃N₄ puro e funcionalizado com diferentes elementos dopantes: platina (Pt), fósforo (P) e nióbio (Nb). Foram analisadas as geometrias otimizadas, as energias de adsorção dos principais intermediários reacionais (OH*, O*, OOH* e OO*), e os perfis de energia livre de Gibbs (ΔG) para as etapas principais da OER sob diferentes condições de potencial eletroquímico. O objetivo foi avaliar como essas modificações estruturais e eletrônicas influenciam a estabilidade dos intermediários e a viabilidade termodinâmica da reação.

Os resultados mostraram que a dopagem com Pt reduziu significativamente a sobrepotencial da OER para 0,67 V, tornando todas as etapas exergônicas a partir de 1,90 V e destacando-se como o sistema mais eficiente entre os analisados. A dopagem com nióbio, por sua vez, intensificou a interação com os intermediários oxigenados (especialmente O*), promovendo forte ancoragem e estabilidade estrutural localizada, mas exigindo um potencial mais elevado (2,60 V) para completar o ciclo catalítico. O sistema puro, embora estruturalmente estável, apresentou desempenho inferior, com sobrepotencial de 1,14 V. Esses achados reforçam a importância da engenharia de dopagem no g-C₃N₄ para o desenvolvimento de catalisadores mais ativos para a reação de desprendimento do oxigênio.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1354432 - CLARISSA OLIVEIRA DA SILVA
Interno - 3131055 - GLADSON DE SOUZA MACHADO
Interno - 1097247 - LUCAS MODESTO DA COSTA
Externo ao Programa - 1808284 - MARCIO SOARES PEREIRA - UFRRJExterno à Instituição - FELIPE FANTUZZI SOARES
Externo à Instituição - LEONARDO BAPTISTA - UERJ