Grupo/UCT: FRBB – UNS

Directora: FUENTE, SILVIA

Tipo de proyecto: Inter-Institucional CON incorporacion en programa incentivos

Este proyecto plantea el diseño de nuevos materiales catalíticos capaces de remover o captar selectivamente y reutilizar contaminantes gaseosos tales como el CO2, buscando reconvertirlo a productos con mayor valor agregado, como una alternativa de remediación ambiental. Mediante herramientas de Catálisis Computacional se estudiarán las propiedades adsortivas y reactivas de diversos materiales en fase sólida de interés tecnológico por sus implicancias en aspectos ambientales, energéticos y de la nanotecnología. La interacción molécula-sólido y átomo-sólido se modelarán con el método de primeros principios basados en Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), y los sitios superficiales se representarán mediante modelos de racimos atómicos o considerando condiciones periódicas. Los sistemas molécula-sustrato a estudiar en este proyecto se pueden clasificar básicamente según el tipo de sustrato donde las moléculas se adsorben y reaccionan: grafeno, óxidos y nanopartículas de óxidos soportadas sobre superficies metálicas.

Las metodologías a emplear proveerán información sobre aspectos mecanísticos y microscópicos específicos de los procesos adsortivos/reactivos sobre estos sustratos y sobre la estructura electrónica esencial, a fin de interpretar los resultados de optimización geométrica y de energía total. Se espera que los resultados teóricos a obtener se puedan comparar con resultados experimentales, complementando la información que se precisa para llevar adelante el desarrollo de nuevos materiales con propiedades adsortivas y catalíticas de interés tecnológico.

Habitualmente, los catalizadores usados en la práctica son a menudo muy complejos desde el punto de vista estructural. Por este motivo, y con el objeto de interpretar los fenómenos que ocurren en ellos, se propone la realización de cálculos que permitan el estudio de reacciones químicas seleccionadas sobre superficies cristalinas bien definidas. La propuesta apunta a generar información que permita comprender y desarrollar catalizadores modelo. A partir de la química y física teóricas se permite clarificar y obtener información que no es posible visualizar a través de técnicas experimentales; se pueden estudiar diferentes fenómenos superficiales como adsorción, disociación, difusión, segregación, formación de vacancias, influencia de defectos superficiales, reactividad de la interfaz., etc. Dentro de esta disciplina se encuentran los métodos químico-cuánticos de primeros principios que, como lo indica el nombre, no requiere de parametrización por lo que constituyen una imprescindible y poderosa herramienta predictiva.

La metodología prevista para el desarrollo de este proyecto es la utilización del software comercial VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) como método de cálculo, basado en un modelo periódico y un conjunto base de ondas planas.

El proyecto busca además generar vínculos y trabajos conjuntos con grupos de investigación experimental de otras Universidades.