Cálculos químico-quânticos de hidretos metálicos para armazenamento de hidrogênio - Lima, Francisco das Chagas Alves (2004)
Materiais de hidretos metálicos estão sob intensa investigação, principalmente no que tange às suas aplicações tecnológicas para armazenamento de hidrogênio. Este trabalho se propõe a estudar as propriedades eletrônicas, tendo em vista que o entendimento dessas propriedades ajuda a explicar a estabilidade termodinâmica dos hidretos. Propõe-se também a realizar a caracterização desses materiais por espectros de infravermelho e Raman nos sistemas isolados de NaA1Ht, LiAlH4, NaBH4 e LiBH4. Para os cálculos de clusters dos hidretos NaBH4 e LiBH4, apenas a caracterização espectroscópica foi abordada, uma vez que esses cálculos foram feitos sem restrições de simetria. O estudo foi realizado utilizando os métodos ab initio HF, MP2 e DFT, empregando apenas o método híbrido B3LYP. Como já era esperado, o DFT demonstrou ser satisfatório para nossos objetivos e com um tempo computacional relativamente baixo. Os hidretos estudados apresentaram três possíveis arranjos: monodentado (C1), bidentado (C2v) e tridentado (C1), sendo que a estrutura bidentada demonstrou ser a mais favorável energeticamente para os alanatos (NaAlH4 e LiAlH4). Já para os hidretos de NaBH4 e LiBH4, a estrutura tridentada foi a mais favorável energeticamente. As estruturas bidentada dos alanatos e tridentada dos complexos de hidreto de boro são as mais prováveis de serem identificadas por estudos espectroscópicos. Os cálculos com os clusters foram realizados com duas e quatro moléculas. Entretanto, os resultados obtidos com os clusters de quatro moléculas, para ambos os hidretos, demonstraram ser mais satisfatórios para ajudar no entendimento das bandas características do infravermelho e Raman. As atribuições e identificação de vibrações internas, torções e modos vibracionais do lattice foram discutidas, fornecendo prova espectroscópica para futuros estudos físico-químicos.