Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

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Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

2. Stand der Forschung

Molekül bildet einen antibindenden Zustand knapp über dem Ferminiveau des Metalls.

Dieser Zustand verursacht den Trend links in Abbildung 2.9 über das „edle“ Verhalten

der Metalle, also die Dissoziationsbarriere. Zweitens die Größe des Matrixelements V 2

sd .

Je mehr die d-Bänder der Metalle gefüllt sind und je größer das Kopplungsmatrixelement

V 2

sd zwischen dem s-Orbital des Moleküls und dem d-Band des Metalls ist, desto edler das

Metall. Die Verläufe dieser beiden Variablen sind in Bild 2.9 rechts dargestellt [78].

Abbildung 2.9.: Links:Die berechnete Dissoziationsbarriere von H2 für Nickel, Platin, Kupfer

und Gold. Rechts: Das Verhalten des sd-Matrixelementes V 2

sd , die Besetzung des d-Bandes

und die Bindungsenergie in der Umgebung der Münzmetalle [78].

2.2. Cluster

Eine Untersuchung von Clustern und ihren chemischen Eigenschaften macht Sinn, da diese

Systeme einen hohen Anteil an Oberflächenatomen aufweisen, die in anderen Bindungs-

verhältnissen als an Oberflächen vorliegen [79]. Die Zahl der Oberflächenatome läßt sich

durch folgende Formel abschätzen:

nsur ≈ 4

3√ n · n (2.1)

Dadurch ergeben sich vielfältige Adsorptionsplätze für Wasserstoffatome. Auch die Frage

nach der dissoziativen Chemisorption an Münzmetallen stellt sich aufgrund des Größen-

regimes ( ≈ 1 nm) der Cluster und seinen (nichtskalierbaren) Quanteneffekten neu (siehe

Abb. 2.10):

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