Propiedades redox del sistema Ni/Ce0.75Zr0.25O2: estudio de primeros principios DFT + U

D. GARCIA PINTOS, A. JUAN, B. IRIGOYEN

Mar del Plata

Congreso; Cuarto Congreso Nacional – Tercer Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía – HYFUSEN 2011; 2011

CNEA-UTN

Las soluciones sólidas Ni/CeOrZr02 son conocidas por su promisorio desempeño catalítico en la  producción de hidrógeno mediante los procesos de reformado y oxidación parcial de hidrocarburos. En  éstas, el soporte Ce02-Zr02 no se comporta como un mero material inerte; sino que logra dispersar  muy bien al Ni, a la vez que ofrece sitios activos para la interacción de las moléculas durante las  reacciones catalíticas. Nuestro estudio de las soluciones sólidasNilCe02-Zr02 se llevó a cabo  empleando la teoría del funcional de la densidad, considerándose además la corrección de Hubbard  "U" para los electrones 4f del Ce (DFT+U). Se evaluaron las estructuras atómica y electrónica de los  sistemas resultantes de las interacciones del Ni con el óxido mixto Ceo,75ZrO,2502´ La deposición  superficial de Ni, entre oxigenos vecinos al dopante Zr, o su inserción dentro del slab, entre capas  internas de aniones oxígeno, provocan importantes relajaciones en las posiciones atómicas de iones O  y Zr de las capas internas del slab y de aniones O superficiales. Estas modificaciones se reflejan en la  estructura electrónica del sólido, observándose cambios en las propiedades redox del mismo. La  inserción de Ni entre capas aniónicas subsuperficiales facilita la reducción del soporte, sugiriendo un  efecto promotor del Ni en la reducibilidad y movilidad aniónica de las soluciones sólidas NilCe02-  Zr02.