Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

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Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

2.1. Metallhydride

bei≈ 180 K, eine kleine Adsorptionswärme und Ag-H Bindungsenergie. Es zeigt sich vor

allem eine starke Oberflächenrekonstruktion im Vergleich zu anderen Oberflächen.

Plummer et al. untersuchten die (111)-Oberfläche mittels ARPES: sie spektroskopierten

die H 1s-Ag 4d Zustände in ihren bindenden und antibindenden Ausprägungungen. Durch

das Ferminiveau der Edelmetalloberfläche wird der antibindende Zustand ebenfalls besetzt

was die Wasserstoff-Silber-Bindung schwächt [52].

Zur Ag(100)-Oberfläche mit Wasserstoff existiert nur wenig Literatur. Li et al. [69] un-

tersuchten die Oberfläche mit LEED. Davon ausgehend existieren einige theoretische Be-

rechnungen zur Wasserstoffadsorption auf dieser Oberfläche [70, 71].

Goldoberflächen

Die Goldoberfläche nimmt eine besondere Stellung ein: es existiert nur wenig Literatur

über die wasserstoffadsorbierte Goldoberfläche, da es aufgrund seiner „edlen“ Eigenschaf-

ten wenig Oberflächenreaktionen zeigt.

Selbst bei 4 K konnten Eberhardt et al. nur schwache Chemisorption des kompletten

H2-Moleküls feststellen [65]. Sault et al. stellten fest, dass Wasserstoff nur schwach mit

der Au(110)-Oberfläche reagiert. Eine Dissoziation des Wasserstoffmoleküls fand nicht

statt [72, 73].

Mehr Beachtung finden dünne Filme aus Gold zum Beispiel auf der Ir(111)-Oberfläche

von Okada et al. [74], an denen es aufgrund der Wechselwirkung der 1−2 Monolagen Gold

mit dem Substrat zur H2-Dissoziation kam. Grundsätzliche Arbeiten über dünne Goldfil-

me und deren Wasserstoffreaktionen lieferte die Gruppe um Stobinski: dünne ungesinterte

Goldfilme und atomarer Wasserstoff zum Beispiel, dabei zeigte sich die Wichtigkeit von

gering koordinierten Atomen an der Oberfläche. Die Austauschreaktion von Wasserstoff

gegen Deuterium an diesen Filmen und die Untersuchung unregelmäßiger Filme bzw. In-

seln. Die Proben wurden jeweils bei 78 K molekularem Wasserstoff ausgesetzt und mit

TDS untersucht [75–77].

Eine umfassende Erklärung der nicht vorhandenen Dissoziationsfähigkeit der Münzme-

talle liefern Norskov und Harris in einem umfassenden theoretischen Vergleich zwischen

Gold, Kupfer, Platin und Nickel. Es wurden jeweils die (111)-Oberflächen berechnet. Es

kommt zu zwei Wechselwirkungen zwischen dem Wasserstoffmolekül und der Oberfläche.

Erstens dem Überlapp der 1s-Orbitale des Moleküls mit dem 4s- bzw. 6s-Band der Me-

talle. Diese Wechselwirkung ist anziehend. Die Wechselwirkung der d-Bänder mit dem

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