ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: O DESENVOLVIMENTO DE CÉLULAS FOTOELETROQUÍMICAS UTILIZANDO O PIGMENTO DA CELOSIA CRISTATA.
AUTORES: BATISTA, T. P. P. - UECE - UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARá - (THPRIS@GMAIL.COM).
RESUMO: RESUMO: As células solares possibilitam a produção de energia elétrica a partir de uma fonte natural não poluente ao meio ambiente. A célula fotoeletroquímica, um tipo de célula solar, utiliza corantes naturais como sensibilizador e óxido de titânio (IV) como semicondutor (SMESTAD, G. P., 1998). Nesse trabalho buscou-se a construção de uma célula fotoeletroquímica usando como sensibilizador o pigmento da Celosia cristata, planta conhecida popularmente como crista de galo. Realizou-se testes, como o de espectrofotometria na região do visível (TREZZINI, G. F., 1991) e caracterizou-se o pigmento da Celosia como uma betalaína. A voltagem da célula em circuito aberto foi de 154 mV. Portanto, constata-se a possibilidade da construção da célula fotoeletroquímica usando o pigmento da Celosia cristata.
PALAVRAS CHAVES: corante natural; Óxido de titânio (iv); célula fotoeltroquímica.
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: A maioria das fontes de energia usadas em alta escala são derivadas de recursos não-renováveis, porém muitas são prejudiciais ao meio ambiente. Diante desse quadro as fontes alternativas de energia estão sendo cada vez mais pesquisadas, entre essas fontes tem-se a célula solar, que além de ser uma fonte de energia não poluente, depende de um recurso natural bastante duradouro, o sol. O Brasil por se localizar quase integralmente nas zonas tropical e equatorial, possui grande potencial de radiação solar durante todo o ano (MARTINS F.R., 2004). Esse tipo de energia alternativa já é bastante utilizado em localidades impossibilitadas de serem abastecidas por energias convencionais, devido à sua localização. Contudo, para as células solares tornarem utilizadas em alto escalar necessita-se baratear o seu custo e se obter um notável rendimento em seu funcionamento. A célula fotoeletroquímica, um tipo de célula solar bastante estudado atualmente, utiliza materiais de baixo custo, como o óxido de titânio (IV) e o corante natural. Nesse trabalho o corante utilizado na construção da célula fotoeletroquímica foi extraído das flores da Celosia cristata.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: Inicialmente preparou-se o extrato, triturando 50 gramas de flor da Celosia cristata em 150 mL de solução etanolítica acidificada. Para identificar o pigmento da Celosia realizaram-se os testes: de colorimetria em função do pH, de cromatografia em papel e de espectrofotometria na região do visível. Determinado o pigmento partiu-se para a construção da célula solar. Preparou-se o eletrodo, depositando sobre uma placa de vidro condutor uma camada de solução de dióxido de titânio, constituída de ácido clorídrico, de óxido de titânio, de água e de detergente, usado como surfactante. Em seguida esse filme foi sinterizado e sobre ele aplicaram-se algumas gotas do extrato da planta. Logo após preparou-se o contra eletrodo, aplicando uma camada de grafite sobre outra placa de vidro condutor. Os dois eletrodos foram sobrepostos e presos por duas garras, depositando entre os mesmos uma solução eletrolítica, (0,5 mol. L-1) de iodeto de potássio e (0,05 mol. L-1) de iodo em etileno glicol. A célula solar foi exposta à radiação da lâmpada de um retro projetor, que funcionou como fonte de luz. A diferença de potencial em circuito aberto da célula foi medida por um multímetro.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: No teste de colorímetria em função do pH a solução permaneceu com coloração vermelha até o pH 8, a partir daí a coloração começa a ficar amarela, resultando numa solução verde ao pH 13, essa pequena variação de cor sugere-se a presença de uma betalaína, já que nas antocianinas tem-se uma variação de cor bem mais expressiva. No teste de cromatografia em papel os (Rf) obtidos não coincidiram com os valores referentes às antocianinas relatados na literatura (HARBONE, 1958). Já no teste de espectrofotometria o máximo comprimento de onda foi 535 nm, valor que corresponde à faixa de transição eletrônica encontrada nas betalaínas. Determina-se o pigmento para verificar a possibilidade de coordenação com o titânio. Na iluminação da célula solar o pigmento, sofre excitação fornecendo elétrons ao dióxido de titânio, semicondutor, (BERTON, M. A., 2002), esse elétron percorre o circuito elétrico atingindo o filme com grafite, contra-eletrodo, e em seguida é coletado pela solução eletrolítica, retornando a sua forma original. A máxima voltagem conseguida no funcionamento da célula solar foi de 154 mV, a célula foi ajustada a fim de receber a melhor iluminação possível.
CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: Diante dos resultados obtidos na variação em função do pH, na cromatografia em papel e no espectrofotômetro constata-se a presença de uma betalaína nas flores da Celosia cristata. A voltagem máxima conseguida na construção da célula fotoeletroquímica, a partir do extrato da Celosia cristata, embora tenha apresentado um valor ainda baixo comparado com outros já conseguidos (SMESTAD, 1998), demonstra a possibilidade do uso dessa planta no desenvolvimento de uma célula solar, necessitando da análise de outros procedimentos na sua construção a fim de obter-se um maior rendimento.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: BERTON, M. A. C.; GARCIA, C. M.; BARON, O. e PORTELA, K. F. Célula solar nanocristalina de TIO2: aumento de eficiência e melhoria de desempenho. Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência de Materiais, 15, Natal-RN, Anais, 2002; HARBONE, J. B. The chromatographic identification of anthocyanin pigments. J. Chromatographic, 01, p. 473-488, 1958; MARTINS, F. R.; PEREIRA E. B.; ABREU S. L. e COLLE, S. Mapas de irradiação solar para o Brasil – Resultados do Projeto SWERA, p. 3140-3143, 2005; SMESTAD, G. P. Nanocrystalline Solar Cell Kit. Institute for Chemical Education, 1998; TREZZINI, G. F.; ZRYD, J. P. Characterization of some natural and semi-synthetic betaxanthins. Phytochemistry, 30, 06, p. 1901-1902, 1991.