Grupo estuda o uso de nanopartículas de óxido de cério na detecção de monóxido de carbono

Objetivo do trabalho conduzido por pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais e colaboradores é desenvolver novos sensores que ajudem a evitar acidentes com o gás tóxico

Agência FAPESP* – O monóxido de carbono (CO) é um gás tóxico, incolor e inodoro que, quando inalado, causa sonolência e pode levar à morte. Há situações em que a substância é emitida por sistemas de aquecimento ou pela queima incompleta dos compostos de carbono. Por esse motivo, acidentes com esse gás são comuns em regiões frias, que requerem o uso de aquecedores a gás, por exemplo, como no sul do Brasil e na Argentina.

Esse fato motivou uma parceria entre pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – e de universidades argentinas, financiados pelo Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. O grupo tem como objetivo investigar óxidos que podem ser usados como sensores.

Em um dos estudos, os cientistas testaram o potencial de nanopartículas de óxido de cério (CeO₂) – tanto na forma de esferas como na forma de bastonetes – na detecção de monóxido de carbono. Também foi avaliada a nanopartícula de CeO₂ associada ao óxido de níquel (NiOx), obtendo assim um material do tipo heterojunção (junção de dois semicondutores) CeO2/NiOx.

O trabalho foi publicado no periódico Ceramics International. O primeiro autor é Rafael Amoresi, pós-doutorando na Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Guaratinguetá, integrante do CDMF e bolsista da FAPESP.

Amoresi conta que o CeO₂ foi escolhido por atender a parâmetros importantes, como ser o mais sensível possível ao CO. Além disso, mesmo na presença de vários gases na atmosfera, o óxido de cério detecta apenas o gás tóxico.

“Análises estruturais e morfológicas mostraram que a adsorção de CO foi maior na amostra contendo as nanopartículas em forma de bastonetes”, conta o também autor da pesquisa Alexandre Zirpoli Simões, professor da Unesp e integrante do CDMF.

A pesquisa identificou ainda que a obtenção do óxido como uma heterojunção altera a temperatura de operacionalidade do dispositivo sensor, possibilitando a sua aplicação em uma menor temperatura de trabalho.

Mesmo diante desses avanços, Amoresi assegura que a pesquisa seguirá adiante, uma vez que, comparando a forma pura do óxido de cério com a heterojunção, esta última não foi tão eficiente no que diz respeito a detectar a presença do monóxido de carbono. Dessa maneira, o próximo passo é obter a heterojunção com melhor operacionalidade e aumentar sua eficiência para detectar a presença de CO.

O artigo Pure and Ni2O3-decorated CeO2 nanoparticles applied as CO gas sensor: Experimental and theoretical insights pode ser lido em: cdmf.org.br/wp-content/uploads/2022/02/Pure-and-Ni2O3-decorated-CeO2-nanoparticles-applied-as-CO-gas-sensor-Experimental-and-theoretical-insights.pdf.
 

* Com informações da Assessoria de Comunicação do CDMF.