Estudio teórico-experimental del HER en Superficies Escalonadas de Ag

JUAREZ, M.F.; LEIVA, E. P. M.; AVILA, M.; SANTOS, E.; RUDERMAN, A.; OVIEDO, O. A.

La Plata

Congreso; 102º Reunión de la Asociación de Física Argentina; 2017

Asociación Argentina de Física

La reacción de evoluciónn del hidrógeno (HER - Hydrogen Evolution Reaction) y la adsorción del mismo sobre superficies metálicas, son dos de los procesos electroquımicos mas estudiados en la actualidad. Esto está motivado por dos razones: por un interes tecnológico en usar H como vector de energía y por un interés teórico ya que es considerada como un prototipo clásico de un proceso electrocatalítico.La velocidad de la HER depende fuertemente de la estructura morfológica de las superficies. En este sentido, el uso de superficies escalonadas se ha posicionado como uno de los métodos con mayor perspectiva para estudiar las propiedades catal ́ıticas de diferentes reacciones, ya que permite analizar de forma sistemática éstas, variando de forma bien definidas el tamaño relativo de las terrazas y escalones.En trabajos previos [1,2] se determinaron las condiciones experimentales para la HER sobre Ag (potencial de electrodo y temperatura) y los valores de las constantes de velocidad (Volmer y Heyrovsky) en esas mismascondiciones. Por otro lado, en Referencia [3] se determinaron, a nivel de DFT, las energías de adsorción de H en diferentes sitios, siendo la más favorable la de los escalones. A partir de estos trabajos, se visualizan dos escenarios posibles, el macroscópico (experimental) y el microscópico (teoría), siendo una pregunta: ¿cómo se vinculan ambos mundos? Al intentar responder esta pregunta, notamos que las simulaciones cobran real importancia.En el presente trabajo se presentará un modelo cinético [4] que intenta conectar ambos escenarios antes mencionado. El modelo será ejemplificado analizando la HER en electrodos de Ag(11n) buscando reproducir datosexperimentales, utilizando información microscópica dentro de un esquema de Monte Carlo Cinético (KMC). La correspondencia obtenida entre las simulaciones y los datos experimentales impulsados por un tratamiento teórico adecuado, sugiere que el modelo propuesto captura los aspectos esenciales del HER en superficies de Ag.Referencias[1] A. Ruderman, et al ?Current transients for the hydrogen evolution reaction at high overpotentials on silver electrodes in acid solutions: Experiments and modelling? Electrochim. Acta 109 (2013)[2] A. Ruderman, et al ?First insights of the electrocatalytical properties of stepped silver electrodes for the hydrogen evolution reaction? Electrochem. Commun. 34 (2013)[3] M.F. Juarez, E. Santos, ?Electronic Anisotropy at Vicinal Ag(11n) Surfaces: Energetics of Hydrogen Adsorption? J. Phys. Chem. C 120 (2016)[4] M. F. Juarez, et al ?Hydrogen Evolution Reaction on Nanostructures Electrodes - a Scenario on Stepped Silver Surface? Electrocatalysis (2017)