ESTUDIO TEÓRICO DE CATALIZADORES BIMETÁLICOS MODELO DE HIERRO-NÍQUEL PARA LA ACTIVACIÓN DE CO2

ROSSI FERNANDEZ ANA; AQUINO LINARES LUIS G; MEIER LORENA; ZUBIETA C.; FUENTE SILVIA A; PATRICIA G. BELELLI; FERULLO R.

Congreso; XX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2020

La presencia de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera es uno de losproblemas ambientales más serios, debido a que es el principal componente del efecto invernadero. Por este motivo es importante el desarrollo de nanomateriales y microdispositivos con aplicaciones en el medio ambiente, que permitan la captura y posterior utilización del CO2. Para poder utilizarlo como materia prima y obtener productos útiles, esta molécula debe ser activada, con el fin de producir la ruptura de uno de los enlaces C-O. Nuestro objetivo es mejorar la activación del CO2 a partir de catalizadores bimetálicos que usan Fe como metal de base y utilizando al Ni como dopado1. Para el estudio se utilizó un método químico-cuántico basado en la teoría delfuncional de la densidad (DFT) mediante el código VASP. El catalizador se modeló con una superficie de Fe(100) de 6 capas y el efecto del Ni fue evaluado de dosmaneras diferentes: I) sustituyendo un átomo de Fe por uno de Ni en la primera capa, y II) adicionando al Ni como adátomo sobre la superficie de Fe. Todas las geometrías obtenidas permitieron la activación de la molécula de CO2. La energía de activación para la ruptura de un enlace C-O resultó ser de 0.58 eV para Fe puro. Con un átomo de Ni sustituido, la barrera aumenta a 0.85 eV, aunque la reacción es 0.33 eV más exotérmica que en Fe(100). Para el caso II, la barrera es aún mayor (1.01 eV) e igual de exotérmica que en el caso I. Por otra parte, se han investigado otras situaciones con el Fe como adátomo sobre superficies de Ni-Fe, resultando barreras bajas de alrededorde 0.40 eV.