Estudio comparativo de la adsorción y disociación de hidrógeno en nanopartículas de distintos metales de transición: aplicaciones en almacenamiento de hidrógeno y en pilas de combustible

Abstract

La búsqueda de recursos energéticos ha llevado a desarrollar el hidrógeno como fuente de energía alternativa. Una forma de almacenarlo consiste en utilizar materiales porosos de carbono que se dopan con nanopartículas metálicas para mejorar su capacidad de almacenamiento. Asimismo, las nanopartículas metálicas tienen gran importancia como catalizadores en numerosas reacciones químicas. El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado es el estudio teórico y computacional de la interacción del hidrógeno (tanto molecular como disociado) con nanopartículas libres de seis átomos de varios metales del periodo 4 y los bloques 4s y 3d. También se pretende determinar la energía de adsorción con que las nanopartículas metálicas ligan el hidrógeno. El método empleado para hallar la estructura electrónica y la energía del estado fundamental de los sistemas considerados es la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Para ello se hace uso del software DACAPO, que es el utilizado por el Grupo de Física de Nanoestructuras de la Universidad de Valladolid. Los resultados indican que las energías de adsorción son más altas para la vía diso- ciativa y, en especial, para las nanopartículas de titanio y vanadio.