Producción CyT
Congreso
Autoría
Elizabeth del Valle Gómez
;
Maximiliano A. Burgos Paci
;
M. Cecilia Giménez
Fecha
2014
Editorial y Lugar de Edición
Organización del Congreso Trefemac
Resumen
Información suministrada por el agente en
SIGEVA
INTRODUCCION Debido a las limitaciones de los combustibles fósiles, hoy en día se hace imprescindible el estudio de fuentes de energía renovables (como la eólica, la energía solar, etc.). Un rol muy importante en la obtención y almacenamiento de estas energías lo cumplen las celdas de combustible. Las mismas consisten en la utilización del oxígeno y el hidrógeno molecular, para formar agua y obtener energía a partir de...
INTRODUCCION Debido a las limitaciones de los combustibles fósiles, hoy en día se hace imprescindible el estudio de fuentes de energía renovables (como la eólica, la energía solar, etc.). Un rol muy importante en la obtención y almacenamiento de estas energías lo cumplen las celdas de combustible. Las mismas consisten en la utilización del oxígeno y el hidrógeno molecular, para formar agua y obtener energía a partir de dicha reacción. El estudio de oxígeno e hidrógeno adsorbido sobre superficies metálicas es importante en la comprensión de catálisis heterogénea y electrocatálisis (Kolb et al., 1978; Bockris et al., 1974). La interacción de oxígeno con electrodos tales como oro, plata, platino, complejos de metales de transición, han sido el foco de considerables investigaciones debido a la importancia tecnológica en sistemas de conversión de energía (Alvarez-Rizatti et al., 1973). En el presente trabajo se realizan cálculos teóricos a nivel DFT para la difusión de oxígeno atómico sobre la superficie (100) de distintos metales de transición. en un sitio ?hollow? del metal, minimizando la misma con respecto a la coordenada vertical, en el centro del mismo. Este procedimiento se repitió para diferentes valores de la coordenada y, a lo largo del camino de reacción para pasar de un sitio al vecino, con el objetivo de calcular la energía de activación y la frecuencia de vibración alrededor del mínimo y, de esta manera, estimar la velocidad de difusión del oxígeno en cada superficie 100, mediante la teoría de las velocidades absolutas. Fig. 1. Sistemas oxigeno sobre Ag(100) y Au(100). METODOLOGÍA Cada superficie monocristalina se modeló mediante una lámina de 3 planos con 16 átomos cada una. Los cálculos DFT se realizaron empleando el programa Gaussian03 (J. A. Pople et. al., 2003), utilizando el funcional híbrido B3LYP, en conjunto con las bases LanL2MB para los átomos de los metales de transición y 6-21G para el átomo de oxigeno. Se calculó la energía de adsorción del oxígeno en un sitio ?hollow? del metal, minimizando la misma con respecto a la coordenada vertical, en el centro del mismo. Este procedimiento se repitió para diferentes valores de la coordenada y, a lo largo del camino de reacción para pasar de un sitio al vecino, con el objetivo de calcular la energía de activación y la frecuencia de vibración alrededor del mínimo y, de esta manera, estimar la velocidad de difusión del oxígeno en cada superficie 100, mediante la teoría de las velocidades absolutas. RESULTADOS Y DISCUSION La figura 2 muestra la energía de adsorción del oxígeno atómico sobre la superficie (100) de plata (calculada como la diferencia entre la energía del sistema Ag+O y el sistema Ag y el átomo de O). Se muestran cuatro curvas de energía en función de la coordenada z (perpendicular a la superficie): en el sitio hollow (arriba-izquierda); en el sitio bridge (arriba-derecha) y en dos valores de la coordenada y, cercanos al mínimo (abajo). La figura 3 muestra lo mismo para la superficie de Au. La figura 4 muestra la energía de adsorción (minimizada con respecto a z) en función de la coordenada y para oxígeno sobre plata (arriba) y oro (abajo), a lo largo del camino de difusión de un sitio al vecino. La tabla 1 muestra la energía de adsorción (en el sitio hollow), la frecuencia, energía de activación y velocidad de difusión de un sitio al vecino, para el oxígeno sobre las dos superficies (100) (de plata y de oro). Como se puede observar, las frecuencias son similares, pero la diferencia en la energía de activación determina una gran diferencia en las velocidades de difusión. CONCLUSIONES Se registra una menor velocidad de difusión del oxígeno en la superficie de plata respecto a la superficie de oro, siendo la diferencia de trece órdenes de magnitud. Los datos obtenidos de esta forma serán comparados con datos experimentales.
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Palabras Clave
SUPERFICIESVELOCIDAD DE DIFUSIÓNCÁLCULOS AB INITIO