Modeling of the hydrogen evolution reaction on metals

GERMÁN JOSÉ SOLDANO; MARCELO MARISCAL

Córdoba

Congreso; V National meeting and IV Iberoamerican meeting of hydrogen and sustainable energy sources; 2013

En todo el universo, no existe una molécula con mayor densidad energética que el hidrógeno (143kJ/g para la combustión de H2 y O2). Esta propiedad intenta explotarse en las celdas de combustible. El proceso químico involucrado en dichas celdas se denomina reacción de evolución de hidrógeno, que en medio ácido es 2H+ + 2e- --> H2 Esta reacción global involcra las siguientes reacciones elementales H+ + e- --> H(ad) Volmer 2H(ad) --> H2 Tafel H(ad) + H+ + e- --> H2 Heyrovsky A pesar de ser muy estudiados, estos mecanismos de reacción plantean numerosos interrogantes aún no resueltos. En este trabajo nos centraremos en uno de ellos: ¿Cómo varía la ocupación de los sitios de adsorción a lo largo de la reacción de evolución de hidrógeno? Esta pregunta es practicamente imposible de responder mediante técnicas experimentales, dada la dificultad para dinstinguir sitios de adsorción. Para resolver este enigma se programó un algoritmo de Monte Carlo Cinético aplicado a superficies de Pd 111 y 100 en el cual se simulan las reacciones elementales descriptas arriba y tambien procesos de difusión. El conocimiento acabado de los mecanismos de adsorción, desorción y difusión pueden mejorar el control y rendimiento de las baterías en base a hidrógeno. Ese es nuestro horizonte.