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http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/2139
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | CORANTES NATURAIS DE BATATA-DOCE ROXA E FRUTAS TROPICAIS APLICADOS EM CSSC |
Título(s) alternativo(s): | Natural Colorings of Purple Sweet Potatoes and Tropical Fruits Applied in CSSC |
Autor: | THEISEN, RAFAEL |
Primeiro orientador: | Rodrigues, Paulo Rogério Pinto |
Resumo: | A busca por tecnologias que propiciem a redução da dependência de combustíveis fósseis como fonte de energia primária vem se intensificando nos últimos anos, por meio da conversão fotovoltaica tem posição de destaque por apresentar uma baixa manutenção, longa vida útil, possibilidade de ser instalada em lugares remotos e também por ser uma forma de energia limpa. A principal tecnologia nesse setor, as células construídas com base em silício têm alto valor no custo de implantação. Para buscar formas mais acessíveis, novos projetos, como as células solares de terceira geração, vêm ganhando destaque. São tecnologias emergentes, e dentre elas estão as células solares sensibilizadas por corante (CSSC). Podem apresentar vantagens em relação ao custo de produção, versatilidade e diversidade de materiais que podem ser empregados em sua fabricação. Nestas células, são utilizados óxidos semicondutores, como TiO2, combinados com sensibilizadores orgânicos (corantes). Os corantes sintéticos como o N719 têm alto valor agregado a sua síntese e comercialização e com a finalidade de redução dos custos, outra classe de corantes pode ser utilizada, sendo extraída de flores e frutos. Na diversidade de plantas, muitas produzem metabólitos como os flavonoides, antocianinas e carotenoides que nas plantas auxiliam contra raios ultravioletas, absorvendo a luz solar. Estas moléculas apresentam grupos cromóforos com característica de fotossensibilidade, e isso permite sua utilização nas CSSC. Este trabalho de dissertação, tem por objetivo avaliar a eficiência de CSSC com corantes naturais extraídos das amostras “in-natura” presentes no epicarpo (casca) da Ameixa Preta Nacional (Prunus domestica L.), da casca da Ameixa Preta Importada (Prunus salicina L.), da casca da Batata-doce Roxa (Ipomoea Batatas L. Lam.), da casca do Cambuí (Myrciaria Myciaria tenella) e também com o fruto da Murta (Eugenia gracílima Kiaersk). Para a extração utilizou-se solução 70/30% metanol/água (v/v), essa acidificada 3% com ác cítrico (m/v). Para cada amostra realizou-se extração das substâncias corantes na proporção 1:1 (m/v), afim de obter extratos concentrados, um segundo teste realizado para o mesmo extrato diluído em 50% sua concentração. Para os extratos realizou-se: quantificação das antocianinas pelo método de pH diferencial, testes de Espectroscopia de UV-Vis com absorção 510nm e Espectroscopia de Transformada de Fourier (IV-TF). Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e Extração de carga em função do tempo. Os efeitos de recombinação eletroquímica foram estudados pelas técnicas de Espectroscopia de Foto-corrente com Intensidade Modulada (IMPS) e Espectroscopia de Foto-voltagem com Intensidade Modulada (IMVS). Os dispositivos fotovoltaicos foram caracterizados por Fotocronoamperometria, Curvas de Densidade de Corrente vs potencial (j-E) as CSSC que se destacaram foi para Ameixa preta nacional A apresentando Jcc= 0,482mA cm-2, Eca= 0,495V, FF= 0,374 e η= 0,0892% de eficiência para a metodologia estudada. |
Abstract: | The search for technologies that facilitate the reduction of dependence on fossil fuels as a primary energy source has been intensifying in recent years, through photovoltaic conversion has a prominent position for presenting low maintenance, long useful life, possibility of being installed in places remote areas and also because it is a form of clean energy. The main technology in this sector, cells built on silicon base have a high value in the cost of implantation. In order to seek more accessible ways, new projects, such as third-generation solar cells, are gaining prominence. These are emerging technologies, and among them are dye-sensitized solar cells (DSSC). They may have advantages in relation to the cost of production, versatility and diversity of materials that can be used in their manufacture. In these cells, semiconductor oxides such as TiO2 are used, combined with organic sensitizers (dyes). Synthetic dyes such as N719 have a high added value to their synthesis and distribution and, in order to reduce costs, another class of dyes can be used, being extracted from flowers and fruits. In plant diversity, many metabolites caused such as flavonoids, anthocyanins and carotenoids that in plants help against ultraviolet rays, absorbing sunlight. These have chromophore groups with photosensitivity characteristics, and this allows their use in DSSC. This dissertation aims to evaluate the efficiency of DSSC with natural dyes extracted from “in-natura” samples present in the epicarp (peel) of the National Black Plum (Prunus domestica L.), the skin of the Imported Black Plum (Prunus salicina L.), from the bark of the Purple Sweet Potato (Ipomoea Batatas L. Lam.), from the bark of Cambuí (Myrciaria Myciaria tenella) and also from the fruit of Myrtle (Eugenia gracílima Kiaersk). For use, a 70/30% methanol/water (v/v) solution is used, which is acidified at 3% with citric acid (m/v). For each sample, the screening of coloring substances was carried out in the proportion 1:1 (m/v), in order to obtain concentrated extracts, a second test was carried out for the same extract diluted in 50% of its concentration. For the extracts, the following were performed: quantification of anthocyanins by the differential pH method, UV-Vis Spectroscopy tests with 510nm absorption and Fourier Transform Spectroscopy (FT-IR). Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Charge Extraction as a function of Time. The effects of electrochemical recombination were observed by Intensity Modulated Photocurrent Spectroscopy (IMPS) and Intensity Modulated Photovoltage Spectroscopy (IMVS). The photovoltaic devices were characterized by Photochronoamperometry, Current Density Curves vs Potential (j-V) the DSSC that stood out was for Plum A, showing Jsc= 0.482mA cm-2, Voc= 0.495V, FF= 0.374 and η= 0.0892% efficiency for the studied methodology. |
Palavras-chave: | Energias renováveis Sustentabilidade Inovação tecnológica Renewable energies Sustainability Technological innovation |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA ENGENHARIAS CIENCIAS BIOLOGICAS CIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::ADMINISTRACAO |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Estadual do Centro-Oeste |
Sigla da instituição: | UNICENTRO |
Departamento: | Unicentro::Departamento de Ciências Agrárias e Ambientais |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Bioenergia (Mestrado) |
Citação: | THEISEN, Rafael. Corantes naturais de batata-doce roxa e frutas tropicais aplicados em CSSC. 2022. 67 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Bioenergia - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/2139 |
Data de defesa: | 16-Dec-2022 |
Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Bioenergia |
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