Edital MCT/CNPq/Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - N º 05/2010

Transcrição

1 Edital MCT/CNPq/Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - N º 05/2010 Capacitação Laboratorial e Formação de RH em Fontes Renováveis PROPOSTA DE PESQUISA Linha de pesquisa 4: Energia Solar Fotovoltaica Titulo do Projeto OTIMIZAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE CÉLULAS SOLARES BASEADOS NO DESENVOLVIMENTO DE FILMES FINOS DE NANOMATERIAS SEMICONDUTORES DE SnO 2 e TiO 2 DOPADOS, E NANOTUBOS DE CARBONO FUNCIONALIZADO. Faculdade de Gama UnB Departamento de Engenharia de Energia Universidade de Brasília. Coordenador: Prof. Dra. Maria Del Pilar Hidalgo Falla 2010

2 RESUMO As formas de energia alternativas estão em constante fase de evolução tecnológica. Entre elas, segue em destaque a energia solar. Uma das formas de converter energia solar em energia elétrica é através de uma célula que usa nanopartículas em sua fabricação, conhecida na literatura como célula de Gratzel, célula solar fotoquímica ou ainda célula solar nanocristalina sensibilizada por corante (CSNS). Destarte, o projeto aqui proposto tem o objetivo de aperfeiçoar a eficiência dessas células solares por meio do desenvolvimento de filmes finos de nanomaterias semicondutores de Sno 2 e Tio 2 dopados, e nanotubos de carbono funcionalizado. A proposta aqui apresentada já segue em andamento com bons resultados obtidos com parcerias com a Universidade de São Paulo - USP e a Fundação Educacional Inaciana (FEI São Bernado / SP). A metodologia a ser utilizada para tal objetivo consistirá em: 1) Síntese das nanopartículas; 2) Deposicão de nanotubos de carbono; 3) Caracterizacão Morfológica; 4) Protótipo da célula; 5) Caracterizacão Elétrica; 6) Aplicacão Tecnológica. Os resultados obtidos das caracterizações morfológicas e elétrica apontaram a melhorar a eficiência da célula solar fotovoltaica, e induzira a implementação destas para gerar energia principalmente em comunidades carentes, o que permitirá a criação de projetos de Desenvolvimento Sustentável que envolva a participação dos alunos, técnicos e professores da Faculdade de Gama-UnB junto a estas comunidades.

3 1. INTRODUÇÃO Os sistemas fotovoltaicos que convertem a energia dos fótons pela ação da luz em eletricidade usando materiais semicondutores são chamados células solares; o mecanismo envolvido tem como princípio o efeito fotoelétrico e corresponde a liberação dos elétrons do material semicondutor através da energia dos fótons e o transporte do mesmo dentro da célula. As células solares são combinadas em serie ou em paralelo para gerar altas tensões e correntes (até 300 W) [17], este fato é fundamental para assegurar a sustentabilidade desta opção de energia renovável, cujos dispositivos fotovoltaicos são os únicos que convertem a radiação solar incidente em energia elétrica, sem ruído, poluição, e com baixo impacto ambiental, sendo ao mesmo tempo robustos, confiáveis e de longa duração [20]. Nos últimos anos, esta tecnologia de conversão de energia está evoluindo a nível mundial, sendo que em 2007 a produção principalmente nos países Europes, como Alemanha, Espanha e do Continente Asiático, como a China, investiram na implantação de estações de energia solar e de painéis solares nas residências, estima-se que a produção de energia esteja na ordem de 4279 MW [11]. Para 2025 o número de empregos criados para esta indústria seja similar a indústria automobilística atual [1]. Todavia, no Brasil grande parte do trabalho dedicado a fonte renováveis concentra-se na produção de bicombustíveis e muito poucos trabalhos visão a produção de energia elétrica a partir de células solares. As células solares mais comumente empregadas usam nano ou policristais de Si, sua eficiência alcança até 20% em condições de laboratório [17,12]; Contudo, o grande problema que limita a expansão da energia solar fotovoltaica usando substratos de Si é de cunho financeiro. Uma alternativa seria o desenvolvimento de células solares fotovoltaicas orgânicas, conhecidas como células de Gratzel. Mas, em relação às células de Si, as células orgânicas apresentam baixa eficiência energética, Subash & Chowdhury [18] apontam como melhor eficiência alcançada para a célula solar orgânica uma faixa de 11%-12%, sendo que o maior desafio na perda da eficiência encontrada esteja, provavelmente, no processo de difusão do elétron através dos poros do eletrodo. Outras pesquisas realizadas usando substrato de vidro ou ITO e nanomaterias com propriedades semicondutoras tais como SnO 2 [16] e TiO 2 tem sido realizadas nos últimos anos [2,15,18,19]; os resultados apontam que os parâmetros do controle de

4 processo tais como: tempo de mistura, temperatura de sinterização dos nanomaterias, junto com as propriedades ópticas de alta transmitância dos substratos, induzem a melhorar o desempenho da célula, no entanto a eficiência encontrada nesta célula não atinge 1 V. Os resultados mostrados nos estudos realizados por Jahang et. al [13] se mostram bastantes promissores adicionando nanotubos de carbono acima do substrato de ITO o qual melhora as características físico-químicas da célula, o que induz ao aumento do seu desempenho. A aplicação de nanotubos de carbono em células solares orgânicas é um estado nascente de pesquisa com muitas questões ainda não respondidas, para atingir o seu funcionamento ideal. O presente trabalho nasce como uma necessidade de continuar estes trabalhos de pesquisa [8] usando nanomateriais com propriedades semicondutores tais como nanopartículas de TiO 2 com aditivos e substratos de SnO 2 - F o que substituíria o tradicionalmente conhecido ITO, assim como o estudo de corantes naturais (clorofila e amora) e sintéticos (hidroquinona) e na presença de eletrólitos de Iodo/Iodeto, também será avaliado o efeito de polímeros conjugados [9] com o intuito de melhorar a eficiência da célula. Contempla-se também a adição de um filme fino de nanotubos de carbono funcionalizados e depositados por um sistema inédito em tramite de patente junto à Fundação Educacional Inaciana FEI que são parte da equipe de colaboradores do trabalho apresentado. 2. OBJETIVOS Atualmente as pesquisas existentes sobre otimização de células solares fotovoltaicas apontam principalmente o estudo de novos materiais e técnicas de deposição de substrato, assim como a sínteses de nanomateriais semicondutores. Faz-se necessário ainda um estudo global, o qual seria uma somatória de cada uma das contribuições, com o intuito de melhorar a eficiência da célula, para o qual pretendemos atingir os seguintes objetivos: - Obtenção de nanomateriais semicondutores de Óxido de Titânio (TiO 2 ) e substratos de Óxido de Estanho (SnO 2 ) dopados com Flúor (F) e outros aditivos, com características

5 morfológicas especificas e de grande área superficial que induzam a maiores amplitudes das respostas elétricas; - Aumentar a condutividade elétrica da célula pela deposição de nanotubos de carbono funcionalizado acima do substrato; - Avaliação de corantes naturais e sintéticos, e polímeros condutivos; - Processos de nanofabricação economicamente mais viáveis que os processos clássicos usando Silício (Si); - Otimização do processo de conversão de energia solar baseado nas características morfológicas e elétricas dos nanomaterias, e os estudos de simulação solar da célula e; - Geração eficiente de energia renovável com aplicação tecnológica em comunidades carentes promovendo os projetos de desenvolvimento sustentável com base no compromisso social da Faculdade de Gama- UnB. 3. DESCRIÇÃO DA INFRAESTRUTURA DISPONIVÉL RELACIONADA À DESCRIÇÃO DO PROJETO. A Faculdade de Gama - Universidade de Brasília foi recentemente criada (no segundo semestre de 2008) envolvendo 4 áreas da Engenharia: Energia, Automotiva, Software e Eletrônica. Atualmente dispõe de laboratórios de química, física e eletrônica, os quais contam com infraestrutura básica de ensino, não existindo ainda suficientes equipamentos e materiais para pesquisa, tornando se isto um grande desafio. O projeto submetido para a solicitação de recursos, com intuito de abranger Capacitação Laboratorial e Formação de Recursos Humanos em Fontes Renováveis nós permitira realizar a capacitação com os alunos deste campus principalmente da área de energia e eletrônica, assim como os técnicos e professores envolvidos. No entanto a coordenadora deste projeto Prof. Dra. Maria Del Pilar Hidalgo tem iniciado esta pesquisa na Faculdade Gama-UnB desde que se incorporou como professora adjunta ao Departamento de Engenharia de Energia (Setembro-2009), apoiada pelas colaborações com importantes instituições, como é o caso do Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE)- USP (Ver Carta no anexo), que conta com grande infraestrutura, destacando o equipamento especifico Simulador Solar para painéis Fotovoltaicos, o qual permitira avaliar a eficiência da célula.

6 Participam também como colaboradores a Escola Politécnica da USP junto aos Departamentos de Engenharia Elétrica e Materiais. Além da importante colaboração da do Laboratório de Materiais da Fundação Educacional Inaciana (FEI-São Bernardo), onde é realizado a deposição dos nanotubos de carbono, estudos morfológicos e otimização da célula. 4. MATERIAS E MÉTODO DETALHADO O método experimental é apresentado resumidamente no esquema da Figura 1. Figura 1 - Organograma do Projeto de Pesquisa Os materiais necessários a construção do protótipo da célula solar consistem em: Placas de vidro para a deposição de filmes de SnO 2 dopado com Flúor (FTO), de modo a se obter um filme fino de FTO que possa ser comparado ao comercialmente chamado ITO (SnO 2 dopado com In) ; Materiais para sinteses de nanopartículas de SnO 2 dopados com Flúor usando método de Pechini.

7 Solução contendo nanotubos de carbono para a deposição destes no substrato de vidro; Síntese de nanoparticulas de TiO 2 obtidas pelo método de Pechini, e deposição de filmes acima de substrato de vidro; Para a caracterização morfológica dos nanomateriais de SnO 2, TiO 2 e dos nanotubos de carbono é necessário o uso de um Difratômetro de raios-x XRD-6000, Microscopia de Força Atômica (AFM) e Varredura (MEV), assim como área superficial e infravermelho. Para a caracterização elétrica das nanopartículas de SnO 2, TiO 2 e dos nanotubos de carbono precisa-se de um equipamento Semiconductor Device Analyzer, modelo B1500A da Agilent; Pó de grafite de pureza analítica para a deposição no substrato de vidro; Corantes orgânicos naturais (ex. clorofila, amora, etc), e sintéticos (hidroquinona) para a deposição acima do substrato de vidro, contendo filmes finos de nanotubos de carbono e nanopartículas de TiO 2 ; Solução de Iodo/Iodeto que atuara como eletrólito entre os substratos de vidro da célula; O esquema simplificado da montagem da célula solar é apresentado na Figura 2. Figura 2 - Esquema da Célula Solar

8 - A montagem da célula compreende, primeiramente, a preparação dos substratos de vidro com um filme de SnO 2 dopado com Flúor (F) - (FTO) usando uma rota alternativa de Pechini modificada [10]. Esteves et al. [6] ressaltam que o fenômeno de migração superficial do dopante Flúor no SnO 2 é mais favorável, e não apresenta formação de solução sólida, o que permite um aumento na condutividade elétrica devido a grande área superficial do material. Ademais esse tipo de substrato é comercialmente mais acessível com muitas pesquisas em andamento. - No tocante a deposição de nanotubos de carbono utilizaremos como base o trabalho do colaborador do projeto Diniz et al. [3]. A deposição de nanotubos de carbono no substrato de vidro será realizada por eletroforese EPD, uma técnica economicamente viável e eficiente, ilustrada na Figura 3. Figura 3 Deposição eletroforética de nanotubos de carbono - Todavia, antes da aplicação da técnica, os nanotubos devem ser tratados de modo a se tornarem funcionais, ou seja, as extremidades dos nanotubos devem ser quebradas quimicamente, como pode ser visto na Figura 04. De modo que, após a funcionalização os nanotubos, eles irão apresentar pólo negativo entorno de suas pontas, isso devido a formação de grupos carboxilas ou grupos sulfonados, permitindo a migração e a deposição destes no substrato (eletrodo positivo). Para o processo de EPD pode se utilizar diversos solventes para a suspensão dos nanotubos funcionalizados como H 2 O, etanol, isopropanol ou metanol.

9 Figura 4 - Nanotubos de carbono sem as extremidades - A deposição de nanofilmes de TiO 2 acima do substrato contendo os nanotubos de carbono será realizada via deposição de resina a partir do método de Pechini utilizando TiO 2, de forma similar a deposição de SnO 2 -F acima explicada, e também utilizando processo de dispersão das nanoparticula em álcool, para que se possa analisar as melhores alternativas de deposição do filme de modo a melhorar a condutividade elétrica do produto. Uma ferramenta muito útil para observar a deposição dos nanotubos acima dos substratos estudados tem sido a microscopia de força atômica (AFM). Tem sido possível tais análises em colaboração com o laboratório de caracterização de materiais da Fundação Educacional Inaciana (FEI-São Bernardo), como mostramos na Figura 5. Figura 5 - Micrografia AFM correspondente a deposição de nanotubos de carbono acima de substrato de ITO usando técnica de eletroforese

10 - Ademais, será efetuada deposição de corantes orgânicos naturais (por exemplo, soluções de clorofila e amora) e de corantes sintéticos (antraquinona) no substrato acima do filme contendo as nanopartículas de TiO 2, pois a absorção da luz na célula orgânica é realizado corante que substitui o silicone nas células convencionais, sendo feita uma comparação entre estes corantes a fim de aumentar a condutividade elétrica dos materiais na eficiência global da célula. - No eletrodo onde não haverá deposição dos nanotubos de carbono e das nanopartículas, será feita a deposição de um catalisador constituído de pó de grafite. - Em paralelo aos processos de deposição de nanomateriais no substrato, serão realizadas continuamente, análises morfológicas e caracterizações elétricas do substrato. Para a análise morfológica serão realizados estudos de área superficial, qualidade das trilhas metálicas, microscopia, raios-x, infravermelho, MEV, AFM e etc. Resultados preliminares de acordo com o difratograma apresentado na Figura 6, mostram que as nanopartículas de TiO 2 sintetizadas pelo método de Pechini correspondem as estruturas cristalinas de rutila e anatasa respectivamente quando calcinados a 700 ºC por 15 horas.

11 Figura 6 - Difratorama das nanopartículas de TiO 2 sintetizadas pelo método de Pechini; Gráfico deslocado de intensidade + 400cps e +800cps para melhor visualização - Foram também realizados tratamentos térmicos incrementando a temperatura até 800 ºC. Observou-se que a estrutura rutila predomina e que já em 900 ºC a face cristalina só corresponde a rutila. Além disto, foi calculado o tamanho do cristalito usando a equação de Scherrer verificando-se que este aumenta de 39 nm a 55 nm quando for incrementada a temperatura de calcinação de 700 ºC a 900ºC. Verificou-se também que as áreas superficiais correspondentes a estas temperaturas foram de 6 m 2 /g a 1m 2 /g. - Em contrapartida, para a caracterização elétrica serão analisadas as respostas da célula mediante radiações solares de diferentes intensidades, tendo como resultado variações da intensidade da corrente elétrica e diferença de potencial, de acordo com os parâmetros de forma e da densidade de corrente de curto-circuito. - Finalmente, e com o intuito da aplicação tecnológica do projeto como fonte de energia alternativa, enfatizaremos a pesquisa dos resultados obtidos a partir de corantes orgânicos naturais semeados nas próprias comunidades carentes onde pretendemos no futuro implementar esta fonte com baixos custos de fabricação. 5. CRONOGRAMA FÍSICO-FINANCEIRO Atividade Quadrimestre Equipamentos Necessários Pesquisa bibliografia X X X Materiais Bibliográficos Síntese e caracterização morfólogica dos nanomaterias de TiO 2 e SnO 2 X X Difratômetro de raios-x XRD-6000; Materiais de Consumo Deposição e avaliação dos nanotubos de Carbono X X X Difratômetro de raios-x XRD-6000

12 Caracterização elétrica dos nanomateriais TiO 2, Sn0 2 e nanotubos de carbono Desenvolvimento das células solares Caracterização elétrica das células solares Avaliação da eficiência energética das células solares X X Semiconductor Device Analyzer, modelo B1500A da Agilent X X X Materiais de Consumo X X X X Semiconductor Device Analyzer, modelo B1500A da Agilent X X X X Espectrofotômetro Ultravioleta Vísivel Comparação da eficiência energética das células produzidas com células solares comerciais Proposta de um projeto de implementação das células solares produzidas em comunidades carentes no Centro-Oeste Redação de Papers e Relatórios parciais X X X X X X X X X Espectrofotômetro Ultravioleta Vísivel Relatório Final X 6. ORÇAMENTO DA PROPOSTA, COM A DESCRIÇÃO DETALHADA DE TODOS OS ITENS E RESPECTIVOS GASTOS, DEVIDAMENTE JUSTIFICADOS.

13 Custeio (a) Material de Consumo (b) Serviços de terceiros (c) Despeças acessória (d) Diárias (e) Passagens Total Parcial Capital R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 R$ ,00 (a) Material Bibliográfico R$ ,00 (b)equipamentos Permanentes: Difratômetro de raios-x, modelo XRD-6000 completo com tubo de raios-x de 2kW(Cu), da marca Shimadzu Semiconductor Device Analyzer, modelo B1500A da Agilent R$ ,00 R$ ,00 Espectrofotômetro Ultravioleta Vísivel R$ ,00 (c) Obra Civil Total Parcial Bolsas (a) Uma bolsa ATP-B R$ ,00 R$ ,00 R$5.796,24 Total Geral R$ ,24

14 7. CUSTEIO (DIÁRIAS, PASSAGENS, MATERIAL DE CONSUMO, SERVIÇOS DE TERCEIROS PESSOA FÍSICA, SERVIÇOS DE TERCEIROS PESSOA JURÍDICA) Os custos relacionados a diárias e passagens dizem respeito à visita das instituições colaboradoras para fins de aquisição de dados, por exemplo, a aquisição de medidas feitas pelo aparelho de Simulação Solar para Painéis Fotovoltaicos, fornecido pelo Instituto de Eletrotécnica e Energia IEE / USP, único em nível nacional. Os materiais de consumo consistem nos reagentes químicos e substratos necessários a montagem do protótipo da célula solar. 8. CAPITAL (EQUIPAMENTOS, MATERIAL PERMANENTE E MATERIAL BIBLIOGRÁFICO) Os equipamentos e materiais solicitados acima são essenciais para o desenvolvimento da pesquisa. Tal como o Difratômetro de raios-x XRD-6000 necessário para a caracterização morfológica dos nanomateriais e o Semiconductor Device Analyzer essencial para a caracterização elétrica dos materiais desenvolvidos. 9. BOLSAS (APENAS NAS MODALIDADES DTI, ITI) É solicitada uma bolsa ATP-B para o técnico Fábio Moura da Guarda, que apoiará no desenvolvimento, mensurando as características elétricas do processo. 10. EQUIPE PESQUISADOR INSTITUIÇÃO FORMAÇÃO/ATUAÇÃO PROFISSIONAL ATIVIDADE (DEDICAÇÃO EM HORAS POR SEMANA) Coordenador: Maria del Pilar Hidalgo Falla, Química, Doutora em Engenharia de Materiais, Pós- Doutorado em Engenharia Elétrica e no Instituto de Química da Universidade de

15 São Paulo (USP) Capital, atualmente professora da Faculdade Gama, Departamento de Engenharia de Energia da Universidade de Brasília (20 horas). A pesquisadora Drª Maria Del Pilar Hidalgo Falla possui papers publicados em áreas correlatas ao desenvolvimento da nanotecnologia, com foco na avaliação das suas características morfológicas e a implicação destas para as características elétricas dos materiais. Podemos citar algumas publicações na área: - TIMM, Ronaldo A ; FALLA, Hidalgo ; HUILA, M. F. ; PERES, H e M ; Francisco J. Ramirez-Fernandez ; KOITI, Araki ; TOMA, Henrique. Vanadium oxide-porphyrin nanocomposites as gas sensor interfaces for probing low water content in ethanol. Sensors and Actuators. B, Chemical, v. 146, p , CASTRO, R. H.; FALLA, Hidalgo ; PERES, Henrique ; FERNANDEZ, J. R.; GOUVÊA, Douglas. Relationship between surface segregation and rapid propane electrical response in Cd-doped SnO2 nanomaterials. Sensors and Actuators. B, Chemical, v. 133, p , FALLA Hidalgo; PERES, H e M ; GOUVÊA, D ; RAMIREZ, J. Doped Tin Oxide Nanometric Films for Environment Monitoring. Materials Science Forum, Trans Tech Publication, p. 636, FALLA Hidalgo; GOUVÊA, Douglas; ZANCHETT, Daniela; BETTINI, Jeferson; COAQUIRA, Jose. Surface segregation in SnO2-Fe2O3 nanopowders and effects in mossbauer spectroscopy. European Journal of Inorganic Chemistry, v. 11, p , CASTRO, R. H. ; FALLA, P. H. ; P. Hidalgo ; GOUVÊA, Douglas; MUCCILO, R.. Microstructure and structure of NiO-SnO2 and Fe2O3-SnO2 systems. Applied Surface Science, v. 214, p , FALLA, Hidalgo; PEREIRA, G. J. ; CASTRO, R. H. R. ; GOUVÊA, Douglas. Surface Segregation of additives on SnO2 Based Powders in Relationship with Macroscopic Propierties. Applied Surface Science, v. 195, p , COAQUIRA, Jose; GOUVÊA, D; SILVIO, Brito ; FERMÍN, Herrera ; FALLA, Hidalgo. Study of the structural and magnetic properties of Ni-doped SnO2 nanoparticles. In: The 9th International Symposium on Crystallization in Glasses and

16 Liquids (Crystallization 2009), 2009, Foz do Iguaçu. 9th International Symposium on Crystallization in Glasses and Liquids, FALLA, Hidalgo; COAQUIRA, Jose; GOUVÊA, D; FERMÍN, Herrera ; E. Baggio Saitovitch; P.C. Morais. Structural and hyperfine properties of Cr-doped SnO2 nanoparticles. In: International Conference on the Applications of the Mössbauer Effect, 2009, Austria. ICAME-2009, Equipe: Mendeli Henning Vainstein, Físico, Doutor em Física pela Universidade de Brasília UnB, foi pesquisador pós-doutor no Departament de Física Fonamental da Universitat de Barcelona, tem como área de atuação Física Estatística e Termodinâmica e participa em projeto de pesquisa pela Universidade de Barcelona intitulado Modelización, cinética y conversión de energía en sistemas nanoscópicos. Atualmente é professor adjunto da Faculdade Gama da Universidade de Brasília (16 horas); Lindomar Bomfim de Carvalho, Físico, Doutor em Física pela Universidade de Houston - Texas (US), possui experiência na área de Fisíca da Materia Condensada, professor do Departamento de Engenharia de Energia da Faculdade Gama, Universidade de Brasília - UnB (16 horas); Adson Ferreira da Rocha, Engenheiro Elétrico, Doutor em Engenharia Biomédica, realizou estágio pós-doutoral no Politecnico di Torino, atualmente é coordenador Acadêmico da Faculdade Gama Universidade de Brasília UnB (8 horas); Emmanuel Pacheco Rocha Lima, Engenhaeiro Mecânico, Doutor em Ciências na Área de Tecnologia Nuclear Materiais pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN, atualmente é Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Automotiva da Faculdade Gama, Universidade de Brasília UnB (8 horas); Sandra Maria da Luz, Engenheira Industrial Química, Doutora em Biotecnologia Industrial pela Universidade de São Paulo- Escola de Engenharia de Lorena, professora do Departamento de Engenharia de Energia da Faculdade Gama, Universidade de Brasília (8 horas);

17 José Antonio Coaquira Huamani, Físico, Doutor em Física pela Universidade de São Paulo. Atualmente é Professor Adjunto da Universidade de Brasília e pesquisador no Laboratório de Nanoestruturas Magnéticas do Instituto de Física da UnB (4 horas). Fábio Moura da Guarda, Graduando em Engenharia Elétrica pela Universidade de Brasília - UnB, possui formação técnica em Eletrônica (6 horas); Mirella Lorrainy Altoé, Graduanda em Engenharia Eletrônica pela Faculdade Gama, Universidade de Brasília, UnB (20 horas); Pedro Henrique de Oliveira Nogueira, Graduando em Engenharia de Energia pela Faculdade Gama Universidade de Brasília, UnB (20 horas); Colaboradores: Jose Aquiles Baesso Grimoni, Engenheiro Elétrico, Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo. Atualmente é professor livre-docente da Universidade de São Paulo e diretor do Instituto de Eletrotécnica e Energia - IEE da USP (4 horas). Henrique Estanislau Maldonado Peres, Físico, Doutor em Engenharia Elétrica Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Pertence ao grupo de Sensores Integráveis e Microssistemas (g SIM-POLI-USP) e é professor no curso de Engenharia Elétrica da Faculdade de Ciências da Fundação Instituto Tecnológico de Osasco (FAC-FITO) (4 horas). Javier Francisco Ramirez, Engenheiro Civil Eletricista, Doutor em Microeletrônica pela Universidade de São Paulo. É Coordenador da Divisão de Sensores Integrados e Microssistemas SIM e professor titular RDIDP da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo EPUSP (4 horas). Wang Shu Hui, Engenheiro Químico, Doutor em Ciência e Tecnologia de Polímeros pela Universidade Federal do Rio de Janeiro. Atualmente é Professor Associado da Universidade de São Paulo e diretor do Laboratório de Polímeros do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade de São Paulo (4 horas).

18 Eliane de Fátima Chinaglia, Física, Doutora em Física pela Universidade de São Paulo. Atualmente é professora doutora do Centro Universitário da FEI e do Centro Universitário de Santo André (4 horas). Eric Costa Diniz, Graduando em Engenharia Elétrica pelo Centro Universitário da FEI (4 horas); 11. ENVOLVIMENTO DO COORDENADOR E/OU DE SUA INSTITUIÇÃO COM PROJETOS EM EXECUÇÃO NO PAÍS RELACIONADOS COM OS OBJETIVOS DESTE EDITAL A coordenadora Drª Maria del Pilar Hidalgo Falla possui trabalhos desenvolvidos em parceria com o Instituo de Eletrotécnica e Energia - IEE da Universidade de São Paulo USP, e com a Fundação Educacional Inaciana FEI- Departamento de Engenharia de Materiais, onde tem realizado importantes aportes na técnica de deposição de Nanotubos de Carbono Funcionalizados acima de substrato vidrio e alumina, assim como na sínteses de nanoparticulas de materiais semicondutores SnO 2 e TiO 2 utilizando a técnica de Pechini. Ademais, a Drª Maria del Pilar Hidalgo Falla atuou em linhas de pesquisas correlatas aos efeito das propriedades químicas dos nanomateriais semidondutores e suas propriedades de condutividade elétrica desde o inicio de seus estúdios de Dr e Pós-Doutoramento realizados junto aos Departamentos de Engenharia de Materiais, Engenharia Elétrica e Instituto de Química da Universidade de São Paulo-Capital. 12. DESCRIÇÃO DA EXPERIÊNCIA DO COORDENADOR DO PROJETO NA GESTÃO DE PROJETOS COM CARACTERÍSTICAS EQUIVALENTES A proponente já gerenciou projetos de desenvolvimento tecnológico tanto em ambiente acadêmico como em centro de pesquisas de empresas. No meio acadêmico a sua contribuição tecnológica tem sido no desenvolvimento de tecnologias e soluções para empresas petroquímicas e indústrias através de caracterização e consultoria. Além de Coordenar projetos de inovação como bolsista DTI-CnPq, motivada sempre a resolver os desafios aplicando nanotecnologia e fabricando nanosensores para controle ambiental de combustíveis no parque automotivo.

19 Desde 2009, tem colaborado na coordenação dos projetos de Desenvolvimento Sustentável utilizando Biocombustiveis e Energias Alternativas junto ao Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Brasília-UnB. No presente atuando como professora adjunta no Departamento de Engenharia de Energia da Faculdade de Gama- UnB tem grandes desafios na implementação de miniusinas para obtenção de biocombustiveis e celas solares fotovoltaicas utilizando nanociência e nanotecnologia, com estes trabalhos junto a seus colegas cientistas, alunos e técnicos pretende obter soluções tecnológicas para levar energia as comunidades carentes e com isto aportar para o desenvolvimento sustentável destas que permitam um futuro melhor, e um pais mais desenvolvido. Além disto, a proponente tem atuado por quasi nove anos em que trabalhou nas empresas petroquímicas Castrol del Perú e Petroperú, destaca-se o desenvolvimento de técnicas de controle de processos químicos e mecânicos. Radica faz quinze anos no Brasil, tem exercido trabalho como consultora de projetos para grandes empresas petroquímicas e de papel e celulosa, sempre com soluções inovadoras. 13. PRINCIPAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Commission of the European Communities. Directorate General for Energy. Photovoltaic in 2010: the world PV market to 2010, 3, ; [2] Dallacasa, F. Dallacasa, V. Infrared radiation effects in TiO 2 nanostructured films. Sensors and Actuators B 109, 2005, 32-37; [3] Diniz, E. C., Bellodi, M., Castro, R.H.R, Efeito de nanotubos de carbono na velocidade de resposta de sensor de SO x baseado em SnO 2. Iniciação Científica FEI PIBIC. [4] Diniz, E. C. Castro, R. H. R. Nanotubos de Carbono Reduzindo as Perdas em Sistemas de Transmissão de Energia. GTD Energia Elétrica 30, [5] Diniz, E. C. Castro, R.H.R. (2009). "Development of high-conductivity aluminum wires using carbon nanotubes coating". NSTI Nanotech Conference.

20 [6] Esteves, M.C, Gouvêa. D, Sumodjo, P.T.A. Effect of fluorine doping on the properties of tin oxide based powders prepared via Pechini s method. Applied Surface Science Journal 229, 2004, [7] Esumi, K., et al., Chemical Treatment of carbon nanotubes. Carbon 34, 1996, [8] Granqvist, C.G. Transparent conductors as solar energy materials: A panoramic review.. Solar Energy Materials & Solar Cells 91, 2007, [9] Helgsen, M., Sondergaar, R., Krebs, F.C. Advanced materials and processes for polymer solar cell devices.. Journal of Materials Chemistry 20, 2010, [10] Hidalgo, P., Castro, R.H.R., Coelho, A.C.V, Gouvêa, D. Surface Segregation and Consequent SO 2 Sensor Response in SnO 2 NiO. Chemistry of Materials Journal 17, 2005, [11] Hirshman, W.; Hering, G.; Schmela, M. The Q factor, Sharp and Market. Photon International 03, 2008, [12] IEA Photovoltaic Power Systems Program. [13] Jahang, W.S., Francis, A.H., Moon, H., Nanos, J.I., Curtis, M.D., Appl. Phys. Lett 88, 2006, [14] Jia, Y.,et al., Nanotube-Silicon Heterojunction Solar Cells., Advanced Materials, Wiley Interscience Journals 20, 2008, [15] Lin, Z. Wang, J. Dye-Sensitized TiO 2 Nanotube Solar Cells with Markedly Enhanced Perfomance via Rational Surface Engineering.. Chemistry of Materials 22, 2010,

21 [16] Ngamsinlapasathiana, S.; et.al. Double layered ITO/SnO 2 conducting glass for substrate of dye-sensitized solar cell. Solar Energy Materials& Solar Cell 90,2006, [17] Olah, G.A.; Goeppert, A.; Surya, P.G.K.; Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy.. Wiley-VCH; 1era Ed. 2006, PP [18] Shankar, K., Bandara, J., Paulose, M., Wietasch, H., Varghese, O. K., Mor, K.G., LaTempa, T.J., Thelakkat, M., Grimes, C.A. Highly Efficient Solar Cells using TiO 2 Nanotube Arrays Sensitized with a Donor-Antenna Dye.. NanoLetters 08, Nº 6, 2008, [19] Subash, S., Chowdhury, M.H. High Efficiency Carbon Nanotube Based Solar Cells For Electronics Devices.. IEE Xplorer, 2009, [20] Wehr, G.; Otimização e Desenvolvimento de Células Solares Industriais em Substrato de Silício Multicristalino.. Dissertação de Mestrado, Escola de Pósgraduação de Engenharia de Tecnologia de Materiais da PUC-Rio Grande do Sul. Maio

22 Anexo