Reaccion del electrodo de hidrogeno: actividad electrocatalitica de superficies metalicas

PAOLA QUAINO; ELISABETH SANTOS; WOLFGANG SCHMICKLER

La Plata

Congreso; 4to Encuentro de Fisica y Quimica de Superficies (FyQS-IV); 2009

INIFTA-CONICET-UNLP

Debido al progreso en la teoria de la Electrocatalisis y en la quimica cuantica, es posible investigar la reaccion del electrodo de hidrogeno y llevar a cabo calculos cuantitativos para la velocidad de reaccion. Esto ha sido demostrado con calculos modelos para la adsorcion de hidrogeno sobre Pt(111). La teoria que se ha aplicado se basa en un modelo desarrollado recientemente para la Electrocatalisis, el cual combina resultados de calculos quimico-cuanticos para obtener los parametros del sistema. La teoria consiste en un Hamiltoniano elaborado por Santos, Koper y Schmickler (SKS); el mismo incorpora elementos de la teoria de Marcus y el modelo de Anderson-News, y provee un marco tanto para la transferencia electronica simple como para la transferencia electronica de ruptura de enlace.Con el fin de obtener la superficie de energia libre para la adsorcion de hidrogeno, se ha evaluado la energia de adsorcion para el atomo de hidrogeno para la distancia de equilibrio en un sitio hollow fcc y para una serie de posiciones en la direccion z por encima de este sitio. Para cada distancia tambien se ha investigado la densidad de estados proyectada sobre el orbital 1s del hidrogeno, la cual ha sido correlacionada con el modelo. En adicion, se esta intentando clarificar los procesos elementales involucrados en la reaccion del electrodo de hidrogeno a nivel microscopico y de identificar los sitios activos para las especies debil y fuertemente adsorbidas.Nuestros resultados muestran que el centro del orbital 1s del hidrogeno yace por debajo de la banda d del platino, pero su DOS se solapa con esta banda. Consecuentemente, de acuerdo con datos experimentales, nuestros calculos indican que la adsorcion comienza a sobrepotenciales por encima del potencial de equilibrio y con una energia de activacion practicamente despreciable.