Interacciones laterales en Catálisis Heterogénea - IFF-CSIC

Interacciones laterales en Catálisis Heterogénea: simulación por el método de Monte Carlo.
Vicente Maestro, José Juan Luque
Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad de Sevilla, 41080 Sevilla.
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La catálisis heterogénea juega en la actualidad un papel destacado entre los procesos industriales relacionados, entre otros, con la eliminación de residuos. El alto coste de los materiales que conforman un catalizador, unido a la elevada carga tecnológica presente en la elaboración de los mismos hacen de la simulación una herramienta sumamente útil para el avance y desarrollo de la industria catalítica.
Sin embargo, las superficies catalíticas también ofrecen un interesante ejemplo de sistema de muchas partículas sometidos a una dinámica no lineal. Transiciones de fase, ciclos límite, formación de patrones o caos son fenómenos frecuentemente asociados a sistemas catalíticos. Un elemento importante en la aparición de fenómenos no lineales es la interacción entre partículas adsorbidas en la superficie metálica del catalizador.
Las interacciones laterales entre monómeros adsorbidos en una superficie pueden adoptar diversas formas, modificando el modo en el cual los monómeros adsorbidos en la superficie del catalizador considerado reaccionan entre sí. Los datos experimentales son aún escasos, y las incertidumbres asociadas suelen ser del orden de la medida realizada (~10 kJ/
mol). Por esta razón la simulación por ordenador, aún con valores aproximados, puede determinar al menos el efecto cualitativo de las interacciones laterales y el escenario en el cual influyen la cinética de la reacción catalítica.
El objetivo de este trabajo será exponer las características fundamentales de las interacciones que influyen en la cinética de una reacción sobre la superficie de un catalizador, los modelos propuestos para reproducir su comportamiento, y la simulación por el método de Monte Carlo cinético (kMC) de los mismos. Enfatizaremos en la dificultad asociada a la modelación e implementación en la simulación de las mismas. Presentaremos resultados de la aplicación de alguna de las ideas al caso concreto de la reacción catalítica CO+NO sobre la cara (111) de un cristal de Rh.
Referencias
[1] V.P. Zhdanov & B. Kasemo, Surf. Sci. Rep., 39 (2000) 25.
[2] V. Maestro & J.J. Luque, FISES­2006. Universidad de Granada (2006) 45.
[3] V. Maestro & J.J. Luque, (2008) (submitted)
[4] J.J. Luque, A. Gómez & A. Córdoba, Physica A, 331 (2004) 505.