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Revista mexicana de física
Print version ISSN 0035-001X
Rev. mex. fis. vol.52 n.2 México Apr. 2006
Investigación
Bridge bond between potential energy surfaces and fuel cells on PtH2 interaction
J.H. Pacheco*, I.P. Zaragoza*, L.A. García*, A. Bravo*, S. Castillo**, O. Novaro***
* Centro Regional de Investigación en Materiales, ITESMCEM, Carretera Lago de Guadalupe Km. 3.5 Atizapan, 52926 Edo. Mex., email: mundopacheco@prodigy.net.mx
** Area de Física Atomica y Molecular Aplicada, CBI, UAMA, Av. San Pablo 180, Col. Reynosa Tamaulipas, Mexico D.F. 02200 México.
*** Instituto de Física, UNAM, Apartado Postal 20364, D.F. 090, México.
Member of El Colegio Nacional.
Recibido el 2 de diciembre de 2005
Aceptado el 14 de febrero de 006
Abstract
Reaction mechanisms between catalyst (Pt) and one of the fuels (H2) are found by means of DFTB3LYP calculation, which represents a bridge bond between the theoretical calculations and the processes of fuel transformation in the fuel cells. All the closed shell energies involved in the process are obtained, starting when the platinum and the hydrogen are completely separated and ending until the hydrogen atoms separate and stay bound to the platinum, forming a new product. The equilibrium geometry of the latter system is reached with a broken HH bond at an HPtH angle of about 90°. The latter was obtained using the DFTB3LYP method. The confidence in all of these results is based on the fact that the potential energy well of the PtH2 interaction calculated using the DFTB3LYP method is located between those calculated using MollerPlesset and PSHONDOIJKLFOCKCIPSI ab initio methods.
Keywords: Potential energy surfaces; fuel cells; platinum hydrgen interaction.
Resumen
Se encontraron los mecanismos de reacción entre el catalizador Pt y uno de los combustibles (H2) por medio de calculos DFTB3LYP, lo cual representa un vínculo entre los cálculos teóricos y el proceso de transformación del combustible en las celdas de combustible. Se obtuvieron todas las energías de capa cerrada en el proceso, empezando cuando el platino y el hidrógeno están completamente separados y terminando hasta que los átomos de hidrógeno se separan y quedan ligados al platino, formando un nuevo producto. La geometría de equilibrio de este sistema se úcslnlsl con el enlace HH roto en un ángulo HPtH de cerca de 90°. Esto se obtuvo usando el método DFTB3LYP. La confianza en todos estos resultados está basada en el hecho de que el pozo de energía potencial de la interaccion PtH2 calculado con el método DFTB3LYP está localizado entre aquellos calculados con los métodos MollerPlesset and PSHONDOIJKLFOCKCIPSI.
Descriptores: Superficies de energía potencial; celdas de combustible; átomo de platino; molécula de hidrógeno.
PACS: 31.15.Ew; 31.15.Ne; 31.15.v
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References
1. M. Mavrikakis, B. Hammer and J. K. Norskov, Phys. Rev. Lett. 81 (1998) 2819. [ Links ]
2. Y. Xu and M. Mavrikakis, Surf. Sci. 494 (2001) 131. [ Links ]
3. J. Greeley and M. Mavrikakis, J. Cat. 208 (2002) 291. [ Links ]
4. www.nersc.gov/research/annrep01/sh_BES_10.html M. Mavrikakis, J. Greeley, Y. Xu, J. Schieke, A. Gokhale, University of Wisconsin, Madison, Last Modified February 2002. [ Links ]
5. E. Poulain, J. GarciaPrieto, M. E. Ruiz, O. Novaro, Int. J. Quantum Chem. 29 (1986) 1181. [ Links ]
6. K. Balasubramanian, J. Chem. Phys. 87 (1987) 2800. [ Links ]
7. H. Nakatsuji, Y. Matsuzaki, T. Yonezawa, J. Chem. Phys. 88 (1988) 5759. [ Links ]
8. Joseph Howard, Thomas C. Waddington, and Christopher J. Wright, J. Chem. Phys. 64 (1976) 3897. [ Links ]
9. H. Asada, T. Toya, H. Motohashi, M. Sakamoto, and Y Hamaguchi, J. Chem. Phys. 63 (1975) 4078. [ Links ]
10. Q. Cui, D.G. Musaev, and K. Morokuma, J. Chem. Phys. 108 (1998) 8418. [ Links ]
11. Primer Reporte de Actividades (Sept. 2005) del Proyecto de Celdas de Combustible desarrollado en el ITESMCEM por los consultores J.H. Pacheco, L.A. García, y I.P. Zaragoza para la Direccion del CRIM a cargo del Dr. A. Bravo. [ Links ]
12. D. E. Bernholdt, E. Apra, H. A. Fruchtl, M.F. Guest, R. J. Harrison, R. A. Kendall, R. A. Kutteh, X. Long, J. B. Nicholas, J. A. Nichols, H. L. Taylor, A. T. Wong, G. I. Fann, R. J. Littlefield and J. Nieplocha, Int. J. Quantum Chem. Symposium 29 (1995) 475. [ Links ]
13. a) A.D. Becke, J. Chem. Phys. 98 (1993) 5648; [ Links ] b) P.J. Hay, W.R. Wadt, J. Chem. Phys. 82 (1985) 270. [ Links ]
14. Durand Ph., Barthelat J.C., Theor. Chim. Acta 38 (1975) 283. [ Links ]
15. Daudey IP, PSHF, a HFSFC RECP program, based on the original HONDO76, QCPE program No. 338 by Dupuis ct Rys y King H.F. (1977). [ Links ]
16. Huron B.H., Malriu J.P y Rancurel P., J. Chem Phys. 58 (1973) 5745. CIPSI Code written by Daudey J.P, Pélissier M, Malriu J.P., Evangelisti S., Spiegelmann F. Y Maynau D. [ Links ]
17. C.E. Moore, Atomic Energy Levels, National Bureau of Standards, Washington D.C. (1971). Vol. III. [ Links ]
18. T. Iwasita, I Braz. Chem. Soc., 13 (2002) 401. [ Links ]
19. K. Misek, Czechoslovak Journal of Physics 29 (1979) 1243. [ Links ]
20. R. M. Emrick, Journal of Physics F: Met. Phys. 12 (1982) 1327. [ Links ]
21. J.J. Jackson, Lattice Defects in Quenched Metals, Academic, New York, (1965), p 467, 479. [ Links ]
22. J.R. Anderson, Structure of Metallic Catalysts, Academic, New York, (1975). [ Links ]