Estudio teórico de la Reacción de Reducción de Oxígeno sobre superficies de Pd y modificadas con Au: electrónica y cinética

E. SCHULTE; P. QUAINO; M. ARCE

Santa Fe

Encuentro; VII Encuentro de Física y Química de Superficies; 2016

Uno de los retos en la catálisis, es el diseño de materiales que pueden ser reutilizados sin perder su actividad química y así reducir desechos contaminantes.En este sentido, los estudios a partir de primeros principios resultan ser una herramienta valiosa para favorecer la performance de diversas reacciones sobre distintos materiales.La reacción de reducción de oxígeno (ORR), en particular, es una de las reacciones más importantes en electroquímica, no sólo por su participación en las celdas de combustible (cátodo), sino por la eleveda complejidad que presenta su mecanismo. En el presente trabajo se ha realizado un estudio completo de dicha reacción sobre diferentes materiales: Pd(100), Rh(100), Au(100) y Pd modificados con Au (1Pd/2Au y 2Pd/1Au). Los cálculos periódicos de DFT fueron llevados a cabo usando el código JACAPO, donde las interacciones de correlación e intercambio se trataron con la aproximación GGA-PBE.En este contexto, se ha analizado: los materiales electródicos (sin absorbato), la termodinámica de los intermediarios de reacción sobre las superficies y los caminos de mínima energía (cinética) para dos etapas determinantes del mecanismo: la adsorción disociativa de la molécula de oxígeno (ruta directa) y la adsorción disociativa de la especie superóxido (ruta indirecta). Los cálculos se orientaron a interpretar que es lo que ocurre en la región interfacial de los materiales mixtos. Se observaron importantes modificaciones en la conducta de los intermediarios por la presencia de la juntura bimetálica, confirmando que existe un efecto sinérgico en dicha interface, debido principalmente a cambios inducidos en la estructura electrónica de cada metal en contacto.