Desde finales del siglo XX, la crisis ambiental ha tomado relevancia tanto en
espacios académicos como en la sociedad. La utilización de combustibles fósiles y su
consecuente emisión de gases de efecto invernadero, provocan una creciente inquietud a
nivel mundial. Una solución a este problema, es la utilización de hidrógeno como vector
energético, debido a su notable rendimiento. Sin embargo, el principal desafío radica en
el almacenamiento y liberación eficiente para su posterior utilización. Con el objetivo de
abordar esta problemática, la presente tesis doctoral se enfoca en el estudio de dos
sistemas prometedores vinculados a esta cuestión.
El primer sistema estudiado es hidruro de magnesio dopado con niobio
(MgH2+Nb) con vacancias cargadas. Se analizaron los cambios estructurales, magnéticos
y energéticos.
En una segunda parte, se analizó el efecto de la adsorción de distintos metales
alcalinos sobre nanotubos de carbono de pared simple (8,0) prístinos y con una vacancia
de carbono. Los metales alcalinos aumentan la cantidad de sitios activos para la adsorción
de hidrógeno. Un estudio detallado de la adsorción de hidrógeno en nanotubos de
carbono, requiere un entendimiento completo del sustrato para lograr mejoras
significativas en las propiedades de adsorción y así maximizar el potencial de
almacenamiento. En este sistema se estudiaron las geometrías de adsorción, la naturaleza
de los enlaces y la estructura electrónica.
Todos los cálculos fueron realizados utilizando la teoría del funcional de la
densidad (DFT) con spín polarizado implementados por el código VASP. / Since the end of the 20th century, the environmental crisis has taken on relevance
both in academic spaces and in society. The use of fossil fuels and their consequent
emission of greenhouse gases, cause a growing concern worldwide. A solution to this
problem is the use of hydrogen as an energy vector, due to its remarkable performance.
However, the main challenge lies in efficient storage and release for later use. In order to
address this problem, this doctoral thesis focuses on the study of two promising systems
related to this issue.
The first system studied is magnesium hydride doped with niobium (MgH2+Nb)
with charged vacancies. Structural, magnetic and energetic changes were analyzed.
In a second part, the effect of the adsorption of different alkali metals on pristine
single-walled carbon nanotubes (8,0) and with a carbon vacancy, was analyzed. Alkali
metals increase the number of active sites for hydrogen adsorption. A detailed study of
hydrogen adsorption on carbon nanotubes requires a thorough understanding of the
substrate in order to achieve significant improvements in adsorption properties and thus
maximize storage potential. In this system, the adsorption geometries, the nature of the
bonds and the electronic structure were studied.
All calculations were performed using spin polarized density functional theory
(DFT) implemented by the VASP code.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/6575 |
| Date | 12 July 2023 |
| Creators | Gaztañaga, Francisco |
| Contributors | Jasen, Paula Verónica, Luna, C. Romina |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Format | application/pdf |
| Rights | 2 |
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