Estudio computacional del electrodo de Pt (111) modificado con CN en presencia de cationes alcalinos: estructura, estabilidad e imágenes de STM.

PATRICIO VÉLEZ; MARTIN E. ZOLOFF MICHOFF; ÁNGEL CUESTA; EZEQUIEL P. M. LEIVA

Carlos Paz

Congreso; NanoCórdoba 2014; 2014

En un trabajo previo se estudio de manera experimental y mediante la utilización de calculos computacionales a nivel de TFDE la superficie de Pt modificada con CN y con cationes alcalinos adsorbidos. En este trabajo las imágenes de STM obtenidas permiten observar la posición de los cationes alcalinos sobre la superficie de Pt-CN a concentraciones relativamente altas de los cationes alcalinos (0.05 M para K+ y 0.5 M para Na+). Sin embargo,los cálculos de estructura electrónica muestran que los átomos de los metales alcalinos cuando están adsorbidos sobre Pt-CN tienen una carga formal cercana a +1 y que los estados electrónicos se encuentran entre 2 y 4 eV por encima del nivel de Fermi. Esto hace pensar que no sería factible que en las imágenes de STM obtenidas experimentalmente los puntos de alta intensidad de corriente túnel se puedan atribuir a la contribución de los metales alcalinos. De todas maneras, la estructura observada experimentalmente se corresponde con la geometría honeycomb tanto para Na+ como para K+ tal como resultan de los cálculos de TFDE realizados en nuestro grupo de investigación donde analizamos la estabilidad energética de dichas estructuras. De esto se deduce quedebe haber alguna otra especie coadsorbida con los cationes, en una relación 1:1 y en posiciones equivalentes tal que sea su contribución a la estructura electrónica del sistema delate la posición de los cationes sobre la superficie. En este sentido nosotros estamos estudiando las estructuras de Na+ y K+ adsorbidos sobre Pt-CN (Pt-CN-M,con M = Na o K) en su geometría honeycomb (la más estable termodinamicamente) con la coadsorción de H2O,OH y ClO4 en posiciones on-top sobre los cationes alcalinos para determinar si ́estos pueden ser responsables de las imágenes de STM observadas experimentalmente. Un aspecto interesante que también estamos considerando es la solvatación del sistema, para lo cual en una primera instancia hemos realizado cálculos con 1, 2, 3 y 4 moléculas de H2O ubicadas en diferentes sitios.