Estudio DFT de la adsorción de metanol sobre PtCo(111)

V. ORAZI; P. BECHTHOLD; E.A. GONZÁLEZ; P.V. JASEN; A. JUAN

Workshop; V San Luis Conference; 2017

El uso de metanol como combustible presenta muchas ventajas en comparación con el hidrógeno: es barato, fácil de manejar, transportar y almacenar, y con una alta densidad de energía teórica. El Pt es uno de metales mas activos para la electrooxidación; sin embargo, su poca abundancia y alto costo limitan su aplicación comercial, por eso se lo combina con metales de transición 3d mucho mas baratos. La aleación de PtCo tiene una comparable e incluso mejor actividad catalítica que la del Pt puro.La adsorción de metanol, a bajo cubrimiento, sobre la superficie PtCo(111) esestudiada usando cálculos DFT implementados en el programa VASP, con y sincorrección de van de Waals. La estructura electrónica fue analizada utilizandoDensidad de Estados total (TDOS) y parcial o proyectada (PDOS). Para el enlacequímico se recurrió al orden de enlace (BO) y la población de solapamiento (OP)como están implementados en el método DDEC6. Las frecuencias de vibracióntambién fueron calculadas.Dicha adsorción es un proceso favorable sobre la mencionada superficie; el sitio mas estable es tope sobre Co, con una energía de -0.23 eV sin corrección y de -92 eV con corrección de van der Waals. La molécula se adsorbe a la superficie mediante su átomo de O a 2.24 Å, presentando una pequeña distorsión. El ángulo C-O-Co decrece de 180º a 142º y el ángulo C-O-H es de 111º, siendo inicialmente de 108º. Los enlaces C-O y O-H se estiran levemente mientras que los enlaces C-H se acortan. El BO de los enlaces metal-Co presentan cambios de alrededor del -14%. El BO total para el átomo de O y para el HOH se incrementan en 28.9% y 14% respectivamente. La adsorción de metanol modifica el OP de los átomos de la superficie cercanos a la misma. Los cálculos muestran una transferencia de carga desde el átomo de C al átomo de O y luego hacia el átomo Co de la superficie, al cual se enlaza la molécula. Las frecuencias de vibración para el metanol presentan un corrimiento al rojo respecto de la fase gas.