Estudo teórico da interação e reatividade de hidrazina e seus derivados com clusters de platina

Resumo

Este projeto propõe o estudo teórico das interações entre clusters de platina com hidrazina (N2H4) e os derivados de sua decomposição, utilizando métodos da teoria do funcional da densidade (DFT) e o potencial MWB (effective core potential) para o núcleo nos átomos de platina. Células de combustíveis à base de hidrazina, catalisadas por platina, têm sido testadas experimentalmente com sucesso, visto que é uma espécie rica em hidrogênio e possível de se estocar. Portanto, passo a passo, as reações de dehidrogenação da hidrazina em contato com platina serão acompanhadas através das propriedades obtidas. O estudo será conduzido para obter: a caracterização de algumas estruturas de clusters de platina - Pt2, Pt4, Pt6, Pt7, Pt8 e Pt10; as estruturas otimizadas de interação Ptx-N2H4, e mais genericamente, Ptx-NyHz; as energias HOMO-LUMO; informações sobre orbitais moleculares e estados de multiplicidade mais estáveis; as frequências vibracionais; os estados de transição e as barreiras de energia de reação, e os cálculos de coordenada de reação intrínseca. Pretende-se obter diagramas de energia da dehidrogenação destas moléculas ricas em hidrogênio a partir da interação com platina, que representa o catalisador. Não há evidências na literatura sobre cálculos teóricos sobre estes sistemas propostos. Um dos objetivos também é o de comparar os resultados de diferentes métodos DFT a fim de dar uma referência sobre o desempenho dos métodos aplicados a estes sistemas. Os cálculos de estrutura eletrônica e de reatividade deverão ser realizados com os programas Gaussian09 e ADF, sendo este último uma nova ferramenta a ser explorada. Além do desafio científico, o projeto ainda proporciona o aprimoramento na prática com diferentes metodologias de cálculo, com novos programas, e com a administração e operação dos equipamentos de hardware, solicitados no projeto. (AU)