Absorción de hidrógeno en nanofilms y nanopartículas de Pd

E. CRESPO; M. RUDA; F. BRASCHI; S. RAMOS DE DEBIAGGI; G. BERTOLINO; E. BRINGA

Mar del Plata

Congreso; 4º Congreso Nacional - 3° Congreso Iberoamericano; 2011

Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), UTN y Centro de Estudios de MdP

Las isotermas presión-composición (PC) de hidrógeno en metal resultan una herramientade fundamental importancia para caracterizar los procesos de absorción y almacenamientode hidrógeno en metales. Si bien se han realizado numerosas mediciones para estasisotermas de H2 en el sistema H-Pd en volumen, existe escasa información sobre dichosistema en el dominio nanométrico donde se favorecen sustancialmente las propiedades deabsorción de hidrógeno. Se sabe que por debajo de un cierto tamaño crítico, lasnanopartículas de Pd, al igual que en otros metales fcc tales como Ag y Au, presentanestructuras con simetrías icosahédricas que difieren de la estructura cristalina fcc del metalen volumen. Incluso ha sido observado que el tamaño crítico para dicha transición puedemodificarse por la adición de H [Pundt et al., Eur. Phys. J. D. (2002)]. En este trabajo secalculan las isotermas PC para nanofilms y nanopartículas icosahédricas de Pd a través dela técnica de Monte Carlo en el ensamble gran canónico y en el marco de potenciales deátomo embebido (EAM) [Zhou et al., J. Mater. Res. (2008)]. Se obtienen de estos cálculosdos instancias de hidruración, primero subsuperficial y luego volumétrica. Se observaademás el avance de la interfaz de hidruro desde la capa subsuperficial hacia el interior delos nanofilms y nanopartículas. Empleando dinámica molecular [LAMMPS: Plimpton SJ,J. Comp. Phys. (1995)] y analizando diversos criterios para definir los volúmenes atómicosen las nanopartículas, se determina la evolución del perfil de presiones atómicas dentro delas nanopartículas y nanofilms de Pd, relacionando dichas tendencias con el avance delfrente de hidruración.