Simulaciones de técnicas de caracterización para el estudio de materiales empleados para baterías y catalizadores.

BELLETTI, G.; QUAINO, P.

Virtual

Encuentro; CaracterizAR 2020 - Caracterizacion de materiales; 2020

Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco (IQUIMEFA, CONICET-UBA)

Con el empleo de métodos de cálculo computacionales es posible predecir todo tipo de propiedades de los sistemas químicos, describir estructuras cristalinas a nivel atómico y a su vez ofrecer información útil para racionalizar o interpretar tendencias y relaciones de estructura-actividad. Su aplicación ha logrado que numerosas investigaciones experimentales tengan el respaldo matemático o modelado del sistema, explicándolos así de una forma más precisa. La combinación de técnicas computacionales y técnicas experimentales de caracterización ha sido esencial en esta tarea. Y es así que el estudio de los sistemas de interés se puede lograr más fácil y eficientemente mediante el cálculo teórico de los difractogramas de rayos X, así como también de espectros vibracionales teóricos IR y Raman. En el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), los difractogramas y espectros vibracionales teóricos obtenidos proporcionan datos que pueden utilizarse para identificar / cuantificar diferentes polimorfos o constituyentes en diferentes materiales, así como también investigar posibles transiciones de fase u otro tipo de cambios estructurales. Por ejemplo en catalizadores de óxido de tungsteno soportados en γ-Al2O3 han permitido proporcionar nuevos conocimientos sobre su estructura y explicar la existencia de un pico Raman único que se observa en los resultados experimentales de estos sistemas.El empleo de estas herramientas computacionales también hace posible la comprensión de la reactividad sobre superficies, y hasta permite realizar un seguimiento de una reacción específica si se estudia en conjunción por ejemplo con las variantes de IR in-situ, donde los espectros obtenidos contienen información de las especies reactivas, intermediarios y productos de la reacción.Es así que, en el presente trabajo, se muestra la potencialidad de estas herramientas mediante ejemplos obtenidos por nuestro grupo de trabajo. Allí se evidencia su empleo, e implementación cuando corresponda, para la caracterización estructural de materiales utilizados en catalizadores, celdas decombustible y baterías. Adicionalmente, se presentarán ejemplos donde se aprecia su utilidad para la comprensión de la reactividad en superficies de catalizadores.