Banca de QUALIFICAÇÃO: ANDRÉ CORRÊA SOUZA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : ANDRÉ CORRÊA SOUZA
DATA : 09/05/2025
HORA: 13:30
LOCAL: Campus Gameleira
TÍTULO:

INVESTIGAÇÃO COMPUTACIONAL DAS BARREIRAS DE REAÇÃO PARA A REDUÇÃO DE CO2 EM NANOCLUSTERS DE COBRE

PALAVRAS-CHAVES:

Eletroquímica. DFT. nanocluster. PBE. ω B97X-D3. Cobre.

PÁGINAS: 53
RESUMO:

O aquecimento global é um problema que tem se agravado com a constante liberação de

CO2 na atmosfera. Com o intuito de minimizar isso, é possível realizar sua conversão para
produtos de interesse por meio de um processo eletroquímico catalisado. Entretanto, tal
processo demanda melhora na eficiência dos catalisadores utilizados e, para isso, é impor-
tante que sejam conhecidos os mecanismos da reação de redução do CO2 (RRCO2 ). Nesse
sentido, a química teórica é utilizada como ferramenta para a elucidação do mecanismo de
reação. Em geral, o estudo da RRCO2 é desenvolvido utilizando cálculos de DFT em condi-
ções periódicas com funções de base do tipo ondas-planas e com funcional PBE. Porém,
para estudar as barreiras de reação, o uso do funcional ω B97X-D3 é preferível devido ao
seu maior grau de precisão, já que, é um funcional híbrido. O objetivo do trabalho é realizar
a comparação entre os dois funcionais tomando como referência a etapa determinante da
RRCO2 que é a hidrogenação do monóxido de carbono (CO) em aldoxila (CHO). O sistema
utilizado para essa comparação foi um nanocluster contendo 55 átomos de cobre, 5 águas
de solvatação e os adsorbatos de interesse (CO+H ou CHO). Com os resultados obtidos
observou-se que o grau de precisão do PBE em relação ao ω B97X-D3 depende da configu-
ração do sistema de solvatação com o adsorbato. Observou-se que as energias de reação
diminuem com aumento do grau de solvatação do adsorbato. Além disso, ao comparar os
valores de energia da barreira de reação em várias possíveis configurações, observou-se
significativas diferenças para PBE, enquanto os valores para ω B97X-D3 mantiveram-se
próximos. Para a configuração mais estável, o valor de barreira encontrado foi de 0,72 eV
para PBE e 0,60 eV para ω B97X-D3, representando um desvio de aproximadamente 20%.
O comportamento do PBE frente ao comportamento do ω B97X-D3 em relação a todos os
sistemas, demonstra que o PBE não detecta com precisão as variações de solvatação e
estabilização das moléculas apesar de acompanhar o perfil de variação energética dos
sistemas. Entretanto, para as energias de barreira, em alguns casos, o PBE tem resultados
que não seguem o padrão de comportamento energético do ω B97X-D3 gerando resultados
qualitativamente incoerentes.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - MARCIO OLIVEIRA ALVES
Externo à Instituição - MARIONIR MACÊDO CASTELO BRANCO NETO - USP