INVESTIGADORES
ROJAS Mariana Isabel
congresos y reuniones científicas
Título:
Estudio DFT de la absorción de hidrógeno en óxido de grafito reducido
Autor/es:
CARLA BELÉN ROBLEDO; MARIANA ISABEL ROJAS; OSVALDO CÁMARA; EZEQUIEL PEDRO MARCOS LEIVA
Lugar:
Córdoba
Reunión:
Congreso; HYFUSEN 5º Congreso Nacional ? 4º Congreso Iberoamericano HIDRÓGENO Y FUENTES SUSTENTABLES DE ENERGÍA; 2013
Institución organizadora:
CONEA
Resumen:
ESTUDIO DFT DE LA ABSORCIÓN DE HIDRÓGENO
EN ÓXIDOS DE GRAFITO REDUCIDO
Robledo, C.B.(1),
Rojas M.I. (1), O. Cámara, Leiva E.P.M. (1)
(1) Instituto de Investigaciones en Físico Química de Córdoba (INFIQC)
CONICET-UNC, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba,
Ciudad Universitaria, X5000HUA, Córdoba, Argentina. carla.ro@gmail.com
Palabras Claves: vectores energéticos, almacenamiento
de hidrógeno, óxido de grafito
El hidrógeno
es un vector energético que se puede emplear como combustible para uso
vehicular tanto en motores de combustión
como en celdas de combustible. El desafío para su implementación consiste en
mejorar el almacenamiento del gas en tanques con volúmenes reducidos, seguros y
eficientes. Una posibilidad prometedora de almacenamiento es ad/absorberlos en materiales
carbonosos porosos, ya que son livianos, de gran área superficial y bajo costo
comercial. Para lograr un almacenamiento reversible y operativo a demanda la energía de
adsorción de H2 debe ser 0,2 - 0,6 eV/molécula. Además debe permitir numerosos ciclos de carga/descarga.
Los óxidos de grafito (GO) poseen grupos oxhidrilos y epoxi intercalados entre
sus láminas, lo que producen el incremento de la distancia interplanar debido a
repulsiones y puentes hidrógenos, formando una estructura porosa. En este
trabajo se investigó mediante cálculos teóricos usando la Teoría del Funcional
de la Densidad (DFT) las estructuras de GO y óxidos de grafito reducidos (GOH),
con grado de oxidación entre 12,5% y 50%. El GOH se obtiene hidrogenando los
grupos epoxi. Se evaluó el efecto del grado de oxidación en el tamaño de poro y
su efecto en las energías de absorción de las moléculas de hidrógeno. Se
observó que el tamaño de poro incrementa con la oxidación alcanzándose poros de
hasta de 0,58 nm para los de mayor grado de oxidación. El grado de óptimo de oxidación
para almacenar hidrógeno es de 37,5% (C64O12H8)
con una energía de absorción de -0,2 eV/molécula.
Se puede concluir
que para lograr un almacenamiento óptimo de hidrógeno en materiales carbonosos
porosos, es necesario controlar la oxidación, para lograr material con una
oxidación homogénea del 37,5% con grupos
funcionales oxigenados y/o utilizar compuestos intercaladores para incrementar
el tamaño de los poros.