Simulación de la actividad de nanoaleaciones metálicas para disociar hidrógeno

Abstract

El uso del hidrógeno como fuente de energía es una de las alternativas más prometedoras y respetuosas con el medio ambiente al actual uso excesivo de los combustibles fósiles. La disociación y adsorción del mismo en nanoaleaciones es un proceso con un rango de aplicaciones muy amplio en este campo, especialmente en cuanto al almacenamiento y la producción energética a partir del hidrógeno. Es por esto que nuestra investigación, mediante el uso del formalismo de la DFT, se ha centrado en el estudio de clusters de Co y Ag de 6 átomos en total para obtener información sobre como se produce la adsorción y la disociación en los mismos, analizando el efecto en las mismas de la geometría y composición de dichos clusters. Hemos concluido que la nanoaleación Ag3Co3 con una estructura de bipirámide pentagonal incompleta es la más favorable para estos procesos, y que la adsorción disociativa es el proceso preferido para el hidrógeno sobre la adsorción molecular, con cada uno de sus átomos formando enlaces de tipo hidruro en aristas de unión entre átomos de Co. Las elevadas energías de adsorción y los adecuados valores del momento magnético obtenidos nos ofrecen una visión prometedora sobre el uso de este tipo de nanoaleaciones para procesos de almacenamiento de hidrógeno.

Hydrogen usage as an energy source is one of the most promising and enviromentally friendly alternatives to the overuse of fossil fuels nowadays. Dissociation and adsorption of hydrogen on nanoalloys is a process with a wide array of applications in this field, especially in hydrogen storage and energy production. Thereby our investigation has revolved around the usage of density functional theory formalism in 6-atom Co and Ag clusters, studying hydrogen dissociation and adsorption to gain insight on the efect of cluster geometry and composition on them. Our conclusion is that the Ag3Co3 nanoalloy, with an incomplete pentagonal bipyramid structure is the most favorable for this process, with dissociative adsorption being preferred over molecular adsorption by the hydrogen, with each of its atoms forming a hydridetype bond over edges between two Co atoms. The high adsorption energies and the balanced values of the magnetic moments obtained lead us to a promising view on the usage of this types of nanoalloys on hydrogen storage.