Estudio de la descomposición de ácido fórmico sobre Pd/Au(111) para obtener H2

L. A. MEIER; A. C. ROSSI-FERNÁNDEZ; N. F. DOMANCICH; N. J. CASTELLANI

Encuentro; 104a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2019

Asociación Física Argentina

Elácido fórmico se encuentra en la naturaleza o se puede sintetizar fácilmente enel laboratorio. En los últimos años, se ha utilizado como material dealmacenamiento de hidrógeno. Debido a esto último y a la alta eficiencia de lasceldas de combustible, el ácido fórmico podría servir como uno de los mejorescombustibles para dispositivos portátiles, vehículos y otras aplicacionesrelacionadas con la energía en el futuro. Hay dos vías posibles para la descomposición de HCOOH: ladeshidrogenación (HCOOH → CO2 + H2) y la deshidratación(HCOOH → CO + H2O). En la deshidrogenación, a partir del ácidofórmico adsorbido se puede obtener el ión formiato o carboxílico queposteriormente se deshidrogena para dar CO2. Enparticular, en la última década, se han logrado avances significativos en eldesarrollo de catalizadores para la generación selectiva de hidrógeno a partirde ácido fórmico. En el presente trabajo se estudió la adsorción ydescomposición del ácido fórmico sobre los sistemas Pd(111) y Pd/Au(111)mediante el paquete de cálculo VASP (Vienna Ab Initio Simulation Package)dentro del formalismo Density Functional Theory. El substrato de Au(111) yPd(111) se modeló mediante un ?slab? de tres capas metálicas donde se relajasolamente la primera capa. En el sistema Pd/Au(111) se consideran clusters dePd romboédricos. Se estudió la adsorción de HCOOH partiendo de diferentesposiciones y configuraciones, observando que la más estable es el isómero transen posición perpendicular. Posteriormente se analizó la deshidrogenación vía formacióndel ión formiato (HCOO-) y del ion carboxílico (COOH-)determinando los estados de transición en ambos casos. Los cuales severificaron a través de cálculos de frecuencia. Se llevó a cabo el análisis de lacarga neta DDEC6 para todos los sistemas a fin de cuantificar la transferenciade carga entre la superficie y el adsorbato.