A viabilidade da fotoeetrólise da água empregando semicondutores de bismuto: uma revisão da literatura

Abstract

Este trabalho de cunho quali-quantitativo teve como objetivo realizar uma análise sobre as principais modificações de semicondutores a base de bismuto para o aproveitamento em células fotoeletroquímicas (PEC) e a promoção de combustível hidrogênio. Estruturado e três objetivos específicos de: embasar os principais conceitos, realizar uma análise do material disposto na plataforma web of science nos últimos 5 anos com as seguintes palavras chave: “photoelectrochemical water splitting, bismuth semiconductors” e evidenciar as principais modificações que influenciam no processo PEC. Os dados obtidos por 68 artigos de cunho experimentais apresentaram os seguintes materiais bases para estudo: bismuto seleneto (Bi2Se3); oxihaletos de bismuto (BiOX, X= Cl, Br, I); óxidos metálicos de bismuto, especificamente o CuBi2O4 , Bi2MoO6, Bi2O3, Bi2CrO6, BiFeO3 , Bi2WO6 ; e como elemento base mais abordado o vanadato de bismuto III (BiVO4) com um total de 43 dos 68 textos acadêmicos. Foram identificados problemas de melhoria da absorção de luz, (9 artigos); separação e transportes de cargas, (31); sua recombinação, (34); velocidade de reação, (18); instabilidade e fotocorrosão (11), e ainda dependência de potencial externo, (4 obras). Propostas de morfologia (7), dopagem (5), cocatalisadores (3), engenharia de defeitos(1), passivação (2) e principalmente heterojunções eletrônicas (17), assim como multiplas modificações (26), foram as principais medidas adotadas. Com foco em modificações de heterojunções ou propostas de combinações múltiplas: alteração entre heteroestruturas ou dopagem e vacâncias com cocatalisadores. Declara-se aqui o avanço em estudos de engenharia desses compósitos, que essas tecnologias apresentam uma gama de possibilidades de estudo e criação, que propostas complexas como configurações tandem estão sendo estudadas, mas a concentração de esforços permanece em limitações básicas dos materiais como separação e transporte de portadores. Ressalta-se a relevância de estudos e experimentos para além da construção de um fotoeletrodo eficiente usando bismuto, como uma ferramenta de mitigação de impactos ambientais, em específico, de natureza climática e para o desenvolvimento da sociedade.