Erarbeitung neuer Konzepte der Wasserstoff-Adsorption an AuPd(111)-Stufen mittels DFT-Rechnungen (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2016 im Fachbereich Chemie - Physikalische und Theoretische Chemie, Note: 1,0, Universität Ulm (Institut für Elektrochemie), Sprache: Deutsch, Abstract: Im Zuge der immer weiter voranschreitenden Umweltzerstörung durch den Menschen stellt sich die Frage, wie wir unseren Lebensstandard aufrecht erhalten und trotzdem ressourcenschonender konsumieren bzw. produzieren. In der chemischen-technischen Industrie hat sich schon lange die Katalyse als Lösungsansatz herauskristallisiert.

Gerade die Verwendung von Wasserstoff (elementar oder in Hydrierungsreaktionen etc.) setzt ein hohes Grundverständnis der heterogenen Katalyse voraus. AuPd-Legierungen haben sich hier als besonders vielversprechend in Bezug auf Reaktivität und Selektivität der H-Adsorption herausgestellt (vgl. Ensemble Effekt, Effekt des "atmenden" Katalysators (the catalysts breathing phenomenon)). Bisher wurde dies an glatten AuPd-Oberflächen untersucht. Da in der Praxis jedoch niemals nur ideal glatte Oberflächen vorkommen, sondern strukturelle Defekte wie Stufen auftreten, ist es für ein tiefes Verständnis der heterogenen Katalyse mit Wasserstoff unabdingbar, gestufte AuPd-Oberflächen und deren Einfluss auf die H-Adsorption gesondert zu untersuchen.

In dieser Arbeit wurde daher mit SeqQuest, ein DFT basiertes, periodisch arbeitendes Programm, untersucht, unter welchen quantitativen, thermodynamischen Gesichtspunkten die Adsorption von Wasserstoff an AuPd(111)-(100)- und AuPd(111)-(111)-Stufen abläuft. Des Weiteren wurden konkrete Konzepte für die H2-Bildung an den AuPd-(111)-Stufen erarbeitet.