Publicación: Estudio de la estructura del estado fundamental y la adsorción de H2 en agregados nanométricos de aluminio dopados con cobalto, AlnCo+3
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2019-03-14
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Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias. Departamento de Física Fundamental
Resumen
Los agregados nanométricos son compuestos constituidos por átomos o moléculas que tienen una estructura bien denida a escala nanométrica y cuyas propiedades son generalmente diferentes de las que presentan los átomos que los forman cuando se encuentran formando un sólido/bulk o se encuentran aislados. Cada cambio en el número de electrones o átomos puede originar tranformaciones drásticas en algunas de sus características. Este Trabajo de Fin de Máster tiene como objetivo el estudio de las propiedades catalíticas de pequeños agregados de aluminio dopados con cobalto (AlnCo+3 con n=1, 2 y 3) mediante cálculos asentados en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) y realizados con el código SIESTA. Particularmente, se estudia la adsorción y disociación de una y dos moléculas de hidrógeno. La razón por la cual se estudia el comportamiento del hidrógeno en estos agregados es la de mejorar las técnicas de almacenamiento de hidrógeno utilizadas, como energía renovable, en las celdas de hidrógeno. Esta memoria se divide en varias secciones. La primera de ellas es una introducción a la rama de la nanotecnología y a la ciencia de los agregados atómicos. Después se incluye una sección donde se explica los objetivos y la organización del trabajo. Antes de mostrar los resultados obtenidos, se realiza una pequeña introducción teórica sobre la Teoría del Funcional de la Densidad y del código SIESTA. En la siguiente sección, se recogen y se explican las estructuras y propiedades del estado fundamental de los agregados AlnCo+3. Por último, se analiza el comportamiento de estos agregados en presencia de hidrógeno molecular (una y dos moléculas de H2).
Nanoscale clusters are compounds integrated by atoms or molecules which have a well stablished structure at the nanoscale and whose features are, in general, different to those displayed by the same atoms in isolation or free, or when integrating in a solid. Each modification in the number or electron or atoms may produce serious transformations of the properties of such clusters. This Master's final project focuses on the study of catalytic features of small aluminium clusters doped with cobalt (AlnCo+3, n=1, 2 and 3) using calculations based on Density Functional Theory (DFT), carried out using SIESTA code. Specifically, it focuses on the adsorption and dissociation of one and two hydrogen molecules. The reason for studying the behavior of hydrogen in these aggregates is to improve the storage of hydrogen used in hydrogen cells, as renewable energy. This project is splitted up in several sections. The first one is an introduction about the nanotechnology and cluster science. The next section has the aims and the setup of this project. Before the results, there is a small theoretical introduction about DFT and SIESTA code. The following section shows the structures and properties of the fundamental state of the AlnCo+3 clusters. Finally, the last part shows the behavior of these clusters in the presence of molecular hydrogen (one and two H2 molecules).
Nanoscale clusters are compounds integrated by atoms or molecules which have a well stablished structure at the nanoscale and whose features are, in general, different to those displayed by the same atoms in isolation or free, or when integrating in a solid. Each modification in the number or electron or atoms may produce serious transformations of the properties of such clusters. This Master's final project focuses on the study of catalytic features of small aluminium clusters doped with cobalt (AlnCo+3, n=1, 2 and 3) using calculations based on Density Functional Theory (DFT), carried out using SIESTA code. Specifically, it focuses on the adsorption and dissociation of one and two hydrogen molecules. The reason for studying the behavior of hydrogen in these aggregates is to improve the storage of hydrogen used in hydrogen cells, as renewable energy. This project is splitted up in several sections. The first one is an introduction about the nanotechnology and cluster science. The next section has the aims and the setup of this project. Before the results, there is a small theoretical introduction about DFT and SIESTA code. The following section shows the structures and properties of the fundamental state of the AlnCo+3 clusters. Finally, the last part shows the behavior of these clusters in the presence of molecular hydrogen (one and two H2 molecules).
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Categorías UNESCO
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Facultad de Ciencias
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Física Fundamental