Ferreira, Ângela de MelloSilva, Talita Soares de Souza e2025-04-102019-08-29https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1168As superfícies autolimpantes apresentam várias possibilidades de aplicação, dentre as quais podemos destacar a modificação de painéis fotovoltaicos. Os filmes finos de TiO2 são os mais conhecidos e estudados para a produção dessas superfícies e seu mecanismo de autolimpeza se dá pela combinação da atividade fotocatalítica e hidrofilicidade fotoinduzida. Neste trabalho foram produzidos filmes de TiO2 e compósitos de TiO2/SiO2 em duas proporções a partir do método sol-gel via dip coating. Além da avaliação da propriedade autolimpante, destaque foi dado ao estudo da sujidade acumulada (efeito soiling) em decorrência da exposição dos substratos ao ambiente de uma região tropical por um período de 12 meses. Para fins de comparação, também foram coletadas e caracterizadas amostras de sujidade de um módulo fotovoltaico em atividade há 12 anos. A molhabilidade dos filmes foi avaliada por meio de medidas de ângulo de contato antes e após exposição ao UV. Antes da radiação o filme de TiO2 apresentou-se hidrofílico (Ө=27º) e após a radiação passou a comportar se como super-hidrofílico (Ө<5°); os filmes compósitos apresentaram comportamento super-hidrofílico mesmo antes de serem expostos à radiação e o substrato de vidro puro manteve o ângulo de contato em torno de 30° antes e após a exposição ao UV. O recobrimento de TiO2 puro reduziu a transmitância do vidro em torno de 20%, seguido do compósito contendo o maior teor de titânio que causou redução de aproximadamente 15%. Já o compósito com menor teor de Ti manteve a transmitância do vidro praticamente inalterada, em torno de 90%. Neste contexto, a utilização dos filmes compósitos se justifica pela capacidade que tem de combinar uma propriedade autolimpante durável a uma elevada transmitância, características desejáveis para aplicações em módulos fotovoltaicos. Os resultados de caracterização da sujidade depositada sobre o módulo por Difratometria de Raios X indicaram presença de material amorfo, característico de matéria orgânica, bem como os minerais caulinita, calcita, hematita e quartzo, resultados compatíveis com as imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura que apontaram a presença de aglomerados de partículas arredondadas características de material orgânico e/ou fuligem. A análise química elementar da sujidade indicou elevada concentração de carbono e oxigênio e também os elementos Si, Aℓ, Fe e Cℓ, provenientes dos contaminantes inorgânicos identificados por Difratometria de Raios X. A análise termogravimétrica resultou numa perda de massa de aproximadamente 70% a 1000°C, corroborando os resultados de que a sujidade era composta majoritariamente por matéria orgânica. O recobrimento que apresentou o melhor comportamento como superfície autolimpante foi o filme de TiO2 puro, pois mesmo reduzindo a transmitância do vidro manteve uma certa constância nos valores de transmitância medidos quinzenalmente ao longo de um ano, o que não se observa nos demais filmes e no substrato sem recobrimento. A espectroscopia Raman identificou as fases minerais presentes na sujidade: hematita, lepdocrocita e goetita, compostos característicos do nosso solo. Os resultados de microscopia óptica e MEV/EDS indicaram que o revestimento de TiO2 reduziu significativamente as partículas orgânicas, sendo necessários testes microbiológicos aprofundados para identificação de possíveis microrganismos presentes no soiling.ptDissertação2025-04-10Filmes finosDióxido de titânioSuperfície físicaSoiling