Flávio Maron Vichi.

Silicatos são materiais interessantes, que apresentam diversos atrativos, como por exemplo, grande variedade estrutural, elevada estabilidade química e resistência à água, transparência na região do visível, e facilidade e baixo custo de obtenção. Dentre as inúmeras aplicações, destaca-se o uso como matrizes para materiais luminescentes e a exibição de fosforescência de longa duração (LLP- Long lasting phosphorescence) em alguns casos. Entretanto, os métodos convencionais de síntese geralmente evolvem reações em estado sólido em temperaturas elevadas por longos períodos, resultando em materiais cujas partículas apresentam tamanho e forma irregular. Recentemente, descrevemos rotas de síntese alternativas de menor energia para a a obtenção de nanoestruturas de Sr2SiO4 e CdSiO3, respectivamente, uma matriz para materiais luminescentes e um material para fósforos de longa duração. No primeiro caso, o material foi obtido a 600°C/ 3h e no segundo caso, a 580°C/1h. As temperaturas normalmente empregadas são 1100°C/6h e 1050°C/3h, respectivamente.
O objetivo deste projeto é a obtenção de M2SiO4 (M = Sr, Zn) e CdSiO3 dopados com íons de terras raras usando estas rotas alternativas, bem como o aprimoramento da rota e o desenvolvimento de novas rotas alternativas. Os materiais obtidos serão caracterizados inicialmente através das técnicas de difratometria de raios-x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), transmissão (MET) e de feixe de íons (FIB), análise de área superficial por adsorção de nitrogênio (método BET), espectroscopias vibracional (IV e Raman), de ressonância magnética nuclear de sólidos (RMN-S), e de absorção/emissão no UV-Visível.

Implementação de um laboratório avançado de química, por meio do desenvolvimento de software de simulação de experimentos, criação de um portal de química do IQ-USP, criação e produção de vídeos anotados e ferramentas de avaliação de desempenho acadêmico dos estudantes

A sociedade moderna enfrenta diversos problemas dentre os quais se destaca o esgotamento progressivo
dos combustíveis fósseis, dos quais depende a maior parte da energia produzida, e a deterioração do meio
ambiente provocada pela grande quantidade de poluentes gerada no uso desses combustíveis. Uma das
respostas a este problema é o desenvolvimento de fontes alternativas de energia mais eficientes e menos
poluentes, dentre as quais se destacam as Células a Combustível. Dentre os diferentes tipos de células a
combustível sendo desenvolvidas ativamente hoje, merecem destaque as células a combustível de eletrólito
de membrana polimérica (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC), que constituem o objeto de
estudo e desenvolvimento da RedePEM do PROCaC.

Tecnologias para células de combustível de membrana condutora protônica baseadas em sistemas poliméricos dificilmente irão atingir as metas de desempenho esperadas para sistemas automotivos, fontes de energia estacionárias e/ou para equipamentos portáteis. As baixas temperaturas de operação (abaixo de 80 graus Celsius) resultam numa elevação do custo do dispositivo devido à necessidade do uso de uma maior quantidade de catalisador. Sabemos que membranas cerâmicas podem, sob condições adequadas, apresentar condutividades protônicas da mesma ordem de grandeza das membranas poliméricas (1, 2) , com vantagens em relação ao custo, à facilidade de preparação, e à temperatura de operação.
O uso de hidrogênio produzido a partir da reforma catalítica do etanol na alimentação da célula representa um nicho tecnológico no qual o Brasil leva grande vantagem em relação aos demais países, devido à presença de infra-estrutura completa para produção e distribuição do produto.
Temos, portanto, como objetivo final o desenvolvimento de uma tecnologia de ponta exclusivamente nacional, que contriburá para que o país supere o deficit em sua matriz energética, ampliando o leque de opções de geração alternativa de energia.
(1) F.M. Vichi, M.T. Colomer, M.T.; M.A. Anderson, Electrochem. Solid State Lett. 2 (1999), 313.
(2) F.M. Vichi, M.I. Tejedor-Tejedor, M.A. Anderson, Chem. Mater. 12 (2000), 1762.


Valor total do projeto: R$ 362.249,48

O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de novas rotas de síntese de dióxido de titânio (TiO2) nano e mesoestruturado, visando aplicação em células fotovoltaicas para geração de hidrogênio a partir da eletrólise da água. Duas rotas de síntese serão desenvolvidas ou adaptadas: as técnicas de template por surfactantes 1-3 e via utilização de heteroestruturas de argila porosa 4, bem como a sua caracterização físico-química.
Uma vez preparados os materiais-suporte, eles serão sensibilizados com corantes adequados (geralmente à base de rutênio), e serão montadas células para testar a capacidade de conversão fóton-elétron nos dispositivos.
A principal meta é a confecção de uma célula fotovoltaica para a geração de eletricidade a partir da luz, que apresente uma eficiência superior às existentes atualmente. Em uma segunda etapa, verificaremos a possibilidade de utilização destas células para realizar a eletrólise da água, gerando H2, um combustível alternativo que praticamente não causa danos ao meio ambiente.
Para tal, novas rotas de síntese serão desenvolvidas, através da modificação de rotas já desenvolvidas, ou pela adoção de novas estratégias.

Valor total do projeto: R$ 202.500,00