Estudio computacional cuanto-mecánico de la interacción del hidrógeno molecular [H2] con el ZnO4(1,4-bencenodicarboxilato)3

Torres, F.J., Ferrabone, M., Napoli, F., Civalleri, B. 2010. Estudio computacional cuanto-mecánico de la interacción del hidrógeno molecular [H2] con el ZnO4(1,4-bencenodicarboxilato)3 [MOF-5]. Avances en Ciencias e Ingenierías, Ecuador. 2, A1-A7.

F. Javier Torres: Universidad San Francisco de Quito, Colegio de Ciencias e Ingeniería - El -Politécnico, calle Diego de Robles y Vía Interoceánica, Casilla Postal 17-1200-841, Quito, Ecuador.

Autor para correspondencia / Corresponding author, correo electrónico: jtorres@usfq.edu.ec

Matteo Ferrabone, Francesco Napoli, Bartolomeo Civalleri: Università di Torino, Dipartimento di Chimica IFM and NIS Centre of Excellence, Via P. Giuria 7, 10125 Torino, Italia.

 

Recibido/Received: 01/09/2010. Aceptado/Accepted: 01/19/2010.

Publicado en línea/Published on Web: 05/21/2010.

Abstract
The potential of ZnO4(1,4-bencenodicarboxilato)3 [MOF-5] as media for adsorptive hydrogen storage is studied by means of quantum-mechanical calculations of the binding energy of H2 molecules adsorbed on different sites of the MOF-5 crystalline structure. In a first stage of the study, the binding energy is computed in periodic models with the B3LYP functional as level of theory, together with a localized Gaussian type basis set for the wavefunction expansion. Subsequently, the computed binding energies are refined by including the contribution of the dispersive forces, which are estimated at the MP2 level in molecular models cut off from the periodic structure as established within the P-ONIOM approach.

Keywords. Ab Initio calculations, periodic models, H2 storage, dispersive forces.

Resumen
El potencial del ZnO4(1,4-bencenodicarboxilato)3 [MOF-5] para almacenar hidrógeno vía adsorción es evaluado a través de cálculos cuanto-mecánicos de la energía de interacción entre moléculas de H2 y diferentes sitios de la estructura cristalina de este material. En una primera fase del estudio, la energía de interacción es calculada en modelos periódicos usando el funcional B3LYP como nivel de teoría junto con un set de funciones base localizadas de tipo Gaussiano que es usado para expandir la función de onda del sistema. Posteriormente, con el objetivo de obtener resultados que describan mejor el proceso, se incluye a los valores calculados la contribución de las fuerzas de dispersión mediante el método P-ONIOMusando cálculos MP2 en modelos moleculares extraídos de la estructura cristalina.

Palabras Clave. Cálculos Ab Initio, modelos periódicos, almacenamiento de H2, fuerzas de dispersión.


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