Análisis de los mecanismos de reducción de N2 en grafenos decorados con Boro

VALERIA VERDINELLI; ANDREW J. MEDFORD

Los Reyunos, San Rafael, Mendoza

Congreso; XX Congreso Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada 2023; 2023

Centro Tecnológico de Desarrollo Regional ?Los Reyunos? ? Universidad Tecnológica Nacional

El amoniaco (NH3) es esencial no solo en la producción de varios productos químicos como los fertilizantes, sino que también está tomando relevancia como vector energético por su capacidad para almacenar, distribuir y transportar energía verde. Sin embargo, la fijación del N2 se lleva a cabo mediante el tradicional proceso de Haber-Bosch, el cual requiere condiciones de reacción extremas y consume grandes cantidades de energía. Por lo que resulta imprescindible el desarrollo de mejores catalizadores que permitan que la reducción de N2 a NH3 se produzca en condiciones de presión y temperatura más reducidas. Motivados por la necesidad de investigar nuevos mecanismos de fijación del nitrógeno, se realizaron cálculos de primeros principios basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT) a fin de examinar la reducción de nitrógeno en tres diferentes estructuras de grafeno decoradas con boro. Para llevar a cabo este estudio se empleó el programa de cálculos Quantum ESPRESSO (QE) junto con el paquete de simulación atómica (ASE). Se encontró que el B afecta significativamente las propiedades catalíticas haciendo que las superficies sean más reactivas hacia el N2 y que la barrera de fijación del N2 se reduce potencialmente respecto del grafeno sin decorar. Estos resultados proporcionan información a escala molecular de la termoquímica de los estados intermedios adsorbidos los cuales nos guiaran en el desarrollo de nuevas tecnologías capaces de producir fertilizantes más sostenibles para la agricultura.