Investigación

 

DFT study of interaction between a hydrogen molecule and AgY-zeolite

 

I. P. Zaragozaª, J. H. Pacheco-Sánchez^b, I. Echevarria-Chan^c and A. Bravo-Ortega^d

 

^a Instituto Tecnológico de Tlalnepantla, Mario Colin S/N La Comunidad, Tlalnepantla de Baz, Edo. Mex. 54070 Apartado Postal 750, México. e-mail: izaragoza@ittla.edu.mx

^b Instituto Tecnológico de Toluca, Apartado Postal 890, Metepec 52149, México.

^c Instituto Tecnológico de Tlalnepantla, Mario Colin S/N La Comunidad, Tlalnepantla de Baz, Edo. Mex. 54070 Apartado Postal 750, México.

^d Tecnológico de Monterrey, State of Mexico Campus, Lago de Guadalupe, km. 3.5, 52926, México.

 

Received 29 July 2014.
Accepted 21 October 2014.

 

Abstract

The cationic exchange of H by Ag in a HY-zeolite is carried out to study the adsorption of a hydrogen molecule in an AgY-zeolite, which is achieved by means of a BOMD simulation. The chosen zeolite model is representative of adsorbent materials when a cation Ag forms part of surface fragments, and they are considered in this interaction. This study provides a criterion to establish the electronic property of cation promoting a relevant characteristic that must have an adsorbent material. The energy values on this interaction are analyzed to determine an evaluation of the hydrogen adsorption using a AgY-zeolite ring and fragments of 3 tetrahedral sites. The AgY-zeolite ring represents a cavity that exhibits diffusivity after an adsorption process. This study was developed in the density functional theory level with DZVP function bases.

Keywords: Interaction energy; hydrogen storage; DFT; Born-Oppenheimer; dynamic interaction.

 

Resumen

La simulación inicia con un intercambio catiónico de átomos de hidrogeno por plata, considerando a un modelo representativo de la HY-zeolita, se observa en los resultados una adsorción de una molécula de hidrogeno en la AgY-zeolita. El análisis de este modelo indica que la zeolita es un material representativo de adsorbedor de hidrogeno cuando se realiza un intercambio de catión (H por Ag). El estudio con base en el cálculo de la energía de interacción proporciona un criterio mediante las propiedades electrónicas acerca de la importancia del catión para que ocurra el fenómeno y se obtenga un material adsorbedor. El modelo usado es un anillo de AgY-zeolita además de un fragmento de 3 sitios tetrahedricos. El modelo del anillo de AgY-zeolita representado por una cavidad exhibe difusividad después del proceso de adsorción. Los cálculos de interacción dinámica utilizaron funcionales de intercambio y correlación en DFT con funciones base DZVP.

Descriptores: Energía de interacción, almacenamiento de hidrógeno, DFT, Born-Oppenheimer, interacción dinámica.

 

PACS: 34.10.+x

 

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Acknowledgement

IPZ thank DGEST-ITTLA financial support for the project 5163.13-P. One of the authors (ABO) thanks the support from the Renewable Energies Research Chair of Tecnológico de Monterrey and the use of its computing facilities.

 

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