ALMACENAMIENTO DE HIDROGENO EN MATERIALES CARBONOSOS POROSO DECORADOS CON METALES DE TRANSICION

EZEQUIEL PEDRO M LEIVA

Mar del Plata

Congreso; IV CONGRESO NACIONAL - III CONGRESO IBEROAMERICANO, HIDROGENO Y FUENTES SUSTENTABLES DE ENERGIA; 2011

CNEA

En la búsqueda de nuevos materiales útiles para almacenar hidrógeno, se desarrolla una intensa actividad de investigación con materiales carbonosos porosos puros [1] y con decorados metálicos [2]. La decoración de materiales carbonosos con metales incrementa la adsorción de hidrógeno, pero es interferida por coadsorción de otras sustancias presentes en el aire, principalmente el oxígeno, que produce el bloqueo del decorado [3-4]. En el presente trabajo empleamos cálculos basados en el funcional de la densidad electróncia (DFT) a los efectos de optimizar el tamaño del poro para restringir el acceso del oxígeno, como también de otras sustancias presentes en el aire que interfieren en la adsorción del hidrógeno. El material carbonoso se representó mediante 64 átomos de carbono ordenados siguiendo una estructura tipo panal abeja y decoradas con un átomo de Ni, Pt o Pd. En todos lo casos se aplicaron condiciones periódicas de contorno para evitar los efectos de borde. En la determinación de los mínimos locales, se empleó el algoritmo de Gradientes Conjugados (CG) y cálculos DFT con polarización de espín contenidos en el programa SIESTA [5]. En este caso debemos considerar la posibilidad de que el decorado forme hidruros en presencia de hidrógeno, por lo cual estudiamos dicha reacción optimizando el camino de reacción mediante el método de la banda elástica (NEB) [6]. Se consideraron diferentes estructuras de poros, lo cuales se representaron mediante: 1- nanotubos de carbono de diámetro adecuado, 2- dos superficies de grafeno corrugadas con regiones de curvatura cóncava y convexa, 3- dos láminas de grafeno planas separados por una distancia adecuada. Se analizaron los sitios de adsorción de los decorados metálicos, representados como adsorción atómica de Ni, Pt, y Pd ; la carga que presentan, la cantidad de moléculas de hidrógeno que coordinan dentro del poro y la posibilidad de formación de hidruros.