Disociación de H2O sobre nanopartículas de Pt adsorbidas en la superficie de un nanotubo de carbono

NUÑEZ JOSÉ; BELLETTI GUSTAVO; TIELENS FREDERIK; QUAINO PAOLA

Rio Cuarto

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados (Nano 2022); 2022

En este trabajo se analiza, mediante cálculos basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT), la deposición de nanopartículas de Ptn (n = 1, 3, 7) sobre la superficie externa de nanotubos de carbono (CNT) de quiralidad (5,5), así como su papel como catalizadores de la reacción de disociación del agua.Los resultados de un análisis metódico de nanoestructuras de platino y sitios de inserción muestran que los sistemas híbridos Ptn/CNT son energéticamente estables (con energías de interacción que oscilan entre -1,0 eV y -3,6 eV) y exhiben redistribución de carga, especialmente en los clústeres metálicos depositados, que afectan a su reactividad [1]. La naturaleza de los tamaños y geometrías de las partículas de Pt depositadas, junto con la acumulación de carga debido a su interacción con el CNT, condujo a barreras de baja energía de activación para lareacción de disociación del agua, en comparación con las reportadas para las superficies de Pt(111) (0.78 eV) [2]. La Figura 1 muestra los estados inicial (izquierda), de transición (centro) y final (derecha) para un camino de reacción particular sobre un sistema Pt3/CNT, que mostró una barrera de energía notablemente baja (0.30 eV) [1].Los métodos DFT descritos anteriormente nos permiten obtener una visión a escala atómica de los procesos de adsorción y disociación, arrojando resultados que sugieren un doble beneficio en el desempeño del material como electrocatalizador: la disminución de la barrera energética para la disociación del agua y el uso de cantidades más bajas del metal precioso en catalizadores modernos.