Estudio teórico de catalizadores intermetálicos PdGa y de la aleación FeAl

Abstract

En esta tesis se ha estudiado en una primera parte el efecto del hidrógeno sobre el sistema bimetálico B2 FeAl con defectos puntuales. En este caso se determinó la ubicación de la impureza en un sitio intersticial octaédrico y los resultados se compararon con cálculos de densidad funcional y con algunos resultados experimentales de la literatura. En una segunda parte se estudio el efecto de diferentes adsorbatos (H y CO) en la superficie (110) del compuesto intermetálico PdGa. Se determinaron las geometrías de adsorción y el enlace químico. Además, se computaron las frecuencias de vibración metal-adsorbato. Finalmente, se estudio el efecto del hidrógeno sobre las superficies de bajo índice (100), (111) y (1 1 1) de PdGa; determin ándose geometrías de adsorción, enlace químico y frecuencias de vibración. Todos los cálculos fueron realizados utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT). La optimización de la geometría, la estructura electrónica y frecuencias de vibración se obtuvieron con el código VASP. Los cambios en el enlace químico del hidr´ogeno adsorbido/ absorbido y el CO adsorbido se computaron con el código SIESTA. Se analizó el rol de los orbitales s, p y d en el mecanismo de enlace para todos los sistemas metálicos así como el efecto del hidrógeno y CO sobre la fuerza cohesiva metal-metal.

In this thesis, it has been studied the hydrogen e↵ect on the bimetallic system B2 FeAl with single defects, as a first part. The impurity location has been determined as an octahedral interstitial site and the results were compared with density functional calculations and some experimental data from literature. In a second part, it has been studied the e↵ect of di↵erent adsorbates (H and CO) on the (110) surface of the intermetallic compound PdGa. The adsorption geometries and chemical bond were computed. In addition, the metal-adsorbate vibrational frequencies were calculated. Finally, the hydrogen e↵ect on the low-index surface (100), (111) and (1 1 1) of PdGa has been studied. The adsorption geometries, chemical bond and vibrational frequencies were also computed. All the calculations have been performed using density functional theory (DFT). The optimized geometry, electronic structure and vibrational frequencies have been obtained using the VASP code. The changes in the chemical bond of the adsorbed/ absorbed hydrogen and CO adsorbed have been computed with the SIESTA code. The role of s, p and d orbitals in the bonding mechanism for all metallic systems has been analyzed as well as the hydrogen and CO e↵ect on the metal-metal cohesive interaction.