Molecular simulation of carbon monoxide adsorption on platinum clusters supported on graphite.

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un modelo de simulación molecular para la descripción de las características estructurales y energéticas de la adsorción de CO en partículas de platino soportadas en grafito. Se propone un nuevo modelo molecular para las interacciones laterales indirectas entre moléculas de CO adsorbidas en Pt(111). El modelo propuesto tiene en cuenta interacciones elásticas e interacciones electrónicas oscilatorias y produce una adsorción vertical de CO con una energía de adsorción isostérica de 1.43 eV y una separación Pt-C de 1.86 Å. El modelo también genera una descripción apropiada de la separación entre moléculas de CO adsorbidas. Finalmente, se implementaron simulaciones Monte Carlo para la formación de aglomerados de platino en superficies de grafito a diferentes cargas del metal con el fin de describir la morfología resultante. Se encontró que el uso del potencial Sutton-Chen resulta en la formación de aglomerados no esféricos con una estructura cristalina. Los aglomerados tienen zonas regulares e irregulares pero la estructura es en general del tipo hcp. El modelo de interacciones laterales produce una adsorción de CO predominantemente en los bordes de los aglomerados de platino y con una amplia separación entre ellas. / Abstract. The aim of this work was to develop a molecular simulation model for describing the structural and energetic features of CO adsorption on platinum particles supported on graphite. A new molecular model is proposed for indirect lateral interactions between CO molecules adsorbed on Pt (111) surfaces. The proposed model takes into account both elastic and electronic oscillatory interactions and generates a vertical CO adsorption with an isosteric heat of adsorption of 1.43 eV and a Pt-C separation of 1.86 Å. The model also generates an appropriate description of the separation between adsorbed CO molecules. Finally, Monte Carlo simulations were implemented to the formation of platinum clusters on graphite surfaces at different metal loadings to describe the resulting morphology. It was found that the use of the Sutton-Chen potential results in the formation of non-spherical layered clusters with a crystalline structure. The clusters have regular and irregular areas but the structure is generally like the hcp. The lateral interaction model produces an adsorption of CO molecules predominantly at the edges of the platinum cluster with a wide separation between them.Doctorad

Una nueva ecuación de corrección del volumen especifico de los hidrocarburos C1 a C8 líquidos

En este trabajo se presenta inicialmente una revisión bibliográfica de los cambios que se han producido en los últimos años en las ecuaciones de estado cubicas de más amplia aceptación, se discuten algunos aspectos numéricos relacionados con la solución de las ecuaciones de estado cubicas y se hace un estudio comparativo del cálculo del volumen especifico de hidrocarburos líquidos puros por medio de cinco ecuaciones: Van der Waals, Redlich-Kwong, Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson y Valderrama-Patel-Teja. Este estudio muestra las ventajas (para las sustancias y condiciones termodinámicas analizadas) de la ecuación de Peng-Robinson sobre las otras ecuaciones. Se propone además, una nueva ecuaci6n generalizada de corrección del volumen especifico de hidrocarburos líquidos puros que se puede utilizar en un intervalo amplio de temperaturas y que no requiere parámetros adicionales para cada sustancia. La ecuación se desarrollo para los hidrocarburos normales del metano al octano y se analizan los resultados obtenidos cuando se aplica a otras sustancias. Se compara también la nueva ecuación de corrección con la propuesta por Peneloux y otros (1982) resultando, en todos los casos, un mejor desempeño de la ecuación propuesta en este trabajo

Modelo primitivo mejorado para iones hidratados cerca de una superficie metálica: simulaciones monte carlo

La estructura de la doble capa eléctrica (EDL) formada por iones solvatados cerca de una superficie metálica fue estudiada mediante simulaciones Monte Carlo usando un modelo primitivo mejorado. El modelo propuesto, que incluye radios y potenciales de adsorción diferentes para las atmósferas solvatantes, se aplicó al sistema interfacial Ni(111)NiCl2( Acuoso). Los resultados del modelo muestran oscilaciones en los perfiles de densidad y de potencial, así como la separación e inversión de la carga en la EDL. Adicionalmente, el modelo muestra un predominio del efecto de tamaño de los iones sobre el efecto de la asimetría de la carga, produciendo un potencial de carga cero (PZC) positivo para el sistema estudiado, a pesar de que la adsorción de la atmósfera hidratante de los aniones es más favorable que la de los cationes. Estas características estructurales de la EDL son muy diferentes a las encontradas con modelos primitivos más simples, restringidos o no

Tolerancia al co en celdas de combustible

El entendimiento completo del proceso de adsorción y posterior oxidación de moléculas de CO en platino es de fundamental importancia para el desarrollo de celdas de combustible poliméricas que operan a baja temperatura. En este trabajo se presenta una revisión de las cinco estrategias experimentales más importantes en la búsqueda de mejorar la tolerancia al CO: disminución del potencial de inicio de la reacción de oxidación, reducción de la cantidad de CO adsorbido, utilización de pequeños cantidades de oxígeno en la corriente de alimentación al Ánodo, aumento de la temperatura de operación y limpieza del CO a la entrada.Aunque se han desarrollado catalizadores bastante promisorios (PtMo y PdAu), todav僘 se sigue considerando a la mezcla Pt-Ru como el catalizador anódico más eficiente para combustibles que contienen 10 ppm de CO o más.La estrategia de inyectar oxígeno al Ánodo parece promisoria pero requiere el desarrollo de nuevas membranas más resistentes y de la implementación de condiciones más seguras de operación de la celda.El diseño estructural de Ánodos especiales con múltiples capas soportando catalizadores específicos para cada tipo de combustible puede ser una estrategia muy atractiva

Catalizadores anodicos basados en platino para celdas de combustible de etanol

Se estudio el comportamiento electro catalítico de platino puro y aleaciones basadas en el con Ru, Sn, Ir y Os soportados en carbón para la electro oxidación de etanol con el propósito de desarrollar catalizadores anódicos para celdas de combustible directas de etanol. Adicionalmente, se construyeron electrodos porosos y ensambles electrodo-membrana para celdas de combustible poliméricas, en las cuales se probaron los ánodos. La caracterización de los catalizadores se realizo mediante voltametria cíclica, mientras que las pruebas del desempeño de las celdas se realizaron mediante pruebas de dolarización corriente-potencial. En general, todas las aleaciones mostraron un menor potencial de inicio de la reacción y mayor actividad catalítica que el platino puro. Sin embargo en la zona de altos sobre potenciales, el platino puro tiene mayor actividad catalítica que las aleaciones. De acuerdo con estos resultados, las aleaciones estudiadas podrían ser útiles en celdas de combustible operando a corrientes moderadas y bajas

Modelo primitivo mejorado para iones hidratados cerca de una superficie metálica: simulaciones Monte Carlo

The structure of the electrical double layer (EDL) formed by solvated ions near a metal surface was studied by Monte Carlo simulations using an improved primitive model. The proposed model, which includes different radius and adsorption potentials for each solvating atmosphere, was applied to the interfacial system Ni(111)NiCl2 (aqueous). Model results show oscillations in the profiles of density and potential, and the separation and reversal of the charge in the EDL. Additionally, the model shows a prevalence effect of ions size over the asymmetric charge effect, producing a positive potential of zero charge (PZC) for the studied system, although the adsorption of the hydrating atmosphere of anions is more favorable than that of cations. These structural characteristics of the EDL are very different from those found with simple primitive models, restricted or notLa estructura de la doble capa eléctrica (EDL) formada por iones solvatados cerca de una superficie metálica fue estudiada mediante simulaciones Monte Carlo usando un modelo primitivo mejorado. El modelo propuesto, que incluye radios y potenciales de adsorción diferentes para las atmósferas solvatantes, se aplicó al sistema interfacial Ni(111)NiCl2(Acuoso). Los resultados del modelo muestran oscilaciones en los perfiles de densidad y de potencial, así como la separación e inversión de la carga en la EDL. Adicionalmente, el modelo muestra un predominio del efecto de tamaño de los iones sobre el efecto de la asimetría de la carga, produciendo un potencial de carga cero (PZC) positivo para el sistema estudiado, a pesar de que la adsorción de la atmósfera hidratante de los aniones es más favorable que la de los cationes. Estas características estructurales de la EDL son muy diferentes a las encontradas con modelos primitivos más simples, restringidos o n

Fundamentos de termodinámica clásica

El esfuerzo realizado para presentar este trabajo, obedece principalmente a la necesidad sentida por los autores de tener un texto de principios de termodinámica clásica que haga énfasis en los balances de materia, energía, entropía y disponibilidad y en el cual estos temas se presenten de una manera ordenada, integrada y global. Contrario a la gran mayoría de textos que tratan el tema (en los cuales se presentan los balances en forma segmentada o particularizada para diversos casos y donde parece, en muchos casos, primar la idea de que lo importante es el cálculo de propiedades en sí mismo), este libro nace de la convicción de que los estudiantes puedan adquirir una mayor comprensión de la termodinámica conociendo su panorama global para simplificar luego las relaciones mas generales a las situaciones particulares antes las que se encuentre. Con este objetivo, se presenta una descripción macroscópica de la materia en forma de los balances generales de masa, energía, entropía y disponibilidad con aplicaciones a diversos procesos y dispositivos. Es importante resaltar aquí también, el esfuerzo realizado para hacer una presentación ordenada del balance de exergía, que permita a los estudiantes enlazar este nuevo concepto al de los balances previamente estudiados. Como este libro está escrito con la intención de que pueda ser utilizado en el primer curso de termodinámica para estudiantes de ingeniería, creemos que no es necesario abrumar al estudiante con una gran cantidad de conceptos y técnicas de cálculo nuevas y por lo tanto estimamos que es suficiente con aplicar los conceptos de los balances a procesos en los cuales sólo están involucradas sustancias puras, dejando el cálculo de propiedades de mezclas y de sistemas con reacción química, a cursos posteriores cuando el concepto de balance tenga mayor madurez. El hecho de poner énfasis en los balances, no implica descuidar la presentación del cálculo de propiedades de sustancias puras. Es por esto que presentamos este tema en tres capítulos consecutivos en los cuales intentamos recopilar las técnicas de cálculo de mas amplio uso en la actualidad y que además sean un compromiso satisfactorio entre una descripción correcta de las sustancias y complejidad de cálculo

Modelo primitivo mejorado para iones hidratados cerca de una superficie metálica: Simulaciones Monte Carlo/ An improved primitive model for hydrated ions near a metal surface: Monte Carlo simulations.

La estructura de la doble capa eléctrica (EDL) formada por iones solvatados cerca de una superficie metálica fue estudiada mediante simulaciones Monte Carlo usando un modelo primitivo mejorado. El modelo propuesto, que incluye radios y potenciales de adsorción diferentes para las atmósferas solvatantes, se aplicó al sistema interfacial Ni (111) NiCl2 (Acuoso). Los resultados del modelo muestran oscilaciones en los perfiles de densidad y de potencial, así como la separación e inversión de la carga en la EDL. Adicionalmente, el modelo muestra un predominio del efecto de tamaño de los iones sobre el efecto de la asimetría de la carga, produciendo un potencial de carga cero (PZC) positivo para el sistema estudiado, a pesar de que la adsorción de la atmósfera hidratante de los aniones es más favorable que la de los cationes. Estas características estructurales de la EDL son muy diferentes a las encontradas con modelos primitivos más simples, restringidos o no. / Abstract: The structure of the electrical double layer (EDL) formed by solvated ions near a metal surface was studied by Monte Carlo simulations using an improved primitive model. The proposed model, which includes different radius and adsorption potentials for each solvating atmosphere, was applied to the interfacial system Ni(111)NiCl2(aqueous). Model results show oscillations in the profiles of density and potential, and the separation and reversal of the charge in the EDL. Additionally, the model shows a prevalence effect of ions size over the asymmetric charge effect, producing a positive potential of zero charge (PZC) for the studied system, although the adsorption of the hydrating atmosphere of anions is more favorable than that of cations. These structural characteristics of the EDL are very different from those found with simple primitive models, restricted or not

Efecto de las formas de ondas de corriente pulsante en la electrodepositación de nanocristales

Se desarrolló un modelo matemático para establecer el efecto que tiene la forma de las ondas de corriente pulsante en el tamaño y dureza de nanocristales electrodepositados. El modelo relaciona de forma directa las variables típicas de las ondas (frecuencia, ciclo de trabajo y corriente pico) con la dureza de los depósitos generados mediante corriente continua y con cuatro tipos de ondas de corriente pulsante: rectangular, rampa ascendente, rampa descendente y triangular. Se evaluaron los resultados del modelo para ciclos de trabajo de 20 y 80%, con frecuencias de 50 y 150 Hz y corrientes pico de 4 y 8 kA/m2. El modelo predice que pequeños aumentos en el sobrepotencial de concentración incrementan significativamente la velocidad de nucleación, disminuyen el crecimiento de los nanocristales y generan un aumento en la dureza. El aumento del ciclo de trabajo y la frecuencia de las ondas produce un comportamiento cada vez más cercano al producido por la corriente continua, con una disminución en la dureza de los nanocristales. Cualquier modificación en las variables de las ondas, que tenga como consecuencia el incremento de la corriente pico, produce valores de dureza más altos

Síntesis De Poli-Anilina Por Oxidación Electroquímica

In this work it was studied the temperature and initial monomer concentration (aniline) effect upon the morphology and conductivity of polyaniline obtained by electropolymerization with cyclic voltammetry on glassy carbon supports. The initial aniline salt was characterized by Infrared Analysis (I.R.). The morphology of the obtained polyaniline was analyzed by Scanning Electronic Microscopy (S.E.M.), and conductivity by Electrochemical Impedance Spectroscopy (E.I.S.). The obtained results show a polymerization rate increase and polymer morphology changes with the increase of temperature and monomer concentration. The S.E.M. analysis shows three kinds of polymer formations for different polymerization parameters: spangles, filaments and granules. The EIS results show higher polymer conductivity and capacitance at high temperatures and high concentrations.En este trabajo se estudió el efecto de la temperatura y la concentración inicial de la anilina sobre la morfología y la conductividad de polianilina obtenida por electropolimerización con voltametría cíclica en soportes de carbón vítreo. La sal de anilina inicial se caracterizó mediante análisis infrarrojo (I.R). La morfología de la polianilina obtenida se analizó por medio de microscopio electrónico (S.E.M.), y la conductividad mediante impedancia electroquímica (E.I.S.). Los resultados mostraron un aumento en la velocidad de polimerización y cambios en la morfología del polímero con el aumento de la temperatura y de la concentración del monómero. Los análisis S.E.M. mostraron tres tipos de formaciones poliméricas para los diferentes parámetros de polimerización: lentejuelas, filamentos y gránulos. Los resultados de EIS muestran mayor conductividad y alta capacitancia del polímero a mayores temperaturas y concentracione