06/C296

Estudio teórico de la interacción de impurezas de Hidrógeno, Helio y sus isótopos con tierras raras. Comportamiento magnético. Análisis en nanoestructuras.
Theoretical study of the interaction of hydrogen and helium impurities and its isotopes with rare earths. Magnetic behaviour. Analysis in nanostructures.

Director: GERVASONI, Juana Luisa
Correo Electrónico: gervason@cab.cnea.gov.ar

Integrantes: SEGUI OSORIO, Silvina Inda María; BISTEVINS, Janis Daniel.

Resumen Técnico: El objetivo central del presente proyecto de investigación es aunar esfuerzos con grupos de trabajo del Instituto Balseiro (Univ. Nac. de Cuyo y Centro Atómico Bariloche)  y de otras universidades nacionales (Univ. Nac. de Bahía Blanca, Departamento de Física) e internacionales (Univ. de Miami, College of Engeneering), entre otros, para coordinar estudios específicos en el área del estudio de hidrógeno como vector energético. Debido a los crecientes problemas en el abastecimiento de energía y al deterioro del medio ambiente por la quema de combustibles fósiles, el hidrógeno se ha convertido en un recurso energético limpio, de potencial aplicación en un futuro cercano. A pesar de que el incentivo para reemplazar las fuentes tradicionales de energía por hidrógeno se ha incrementado, para poder lograr la aplicación práctica del hidrógeno se requiere más investigación y desarrollo. Uno de los problemas no resueltos, y en el cual se ha puesto mucho énfasis, es el almacenamiento de hidrógeno. Dentro de los potenciales materiales para el almacenamiento seguro de hidrógeno, las aleaciones en base tierras raras presentan características apropiadas como su alta capacidad (7,6 % en peso), bajo peso y costo, que lo convierten en materiales de interés. Por otro lado, los hidruros de tierras raras, o sus aleaciones,  han cobrado nuevo interés desde el punto de vista de la nanotecnologia debido a su probable aplicación en diseños para almacenamiento de combustible, (en particular hidrogeno), de prioridad mundial. Su estudio es relevante también debido a su importancia tecnológica en metalurgia, en la teoría de aleaciones y en los problemas involucrados con el almacenamiento de hidrógeno como vector de energía. En este proyecto estudiaremos una de las propiedades más importantes de los sistemas hidrógeno-tierras raras, como es el de caracterizar la densidad electrónica en dichos sistemas, ya que esta cantidad es fundamental para la interpretación microscópica de muchas de sus propiedades. El otro aspecto de interés que abordaremos es tratar sistemas magnéticamente ordenados, en particular fenómenos referidos a la interacción con configuraciones ordenadas de Hidrógeno (en general, para temperaturas bajas y concentraciones suficientemente altas de Hidrógeno). En el caso de las tierras raras, esperamos observar una respuesta muy fuerte de los electrones magnéticos 4f a la presencia del Hidrógeno, ya sea en cadena o en sitios octahédricos. Por último, extenderemos nuestros resultados al caso de estructuras nanoscópicas de los materiales estudiados.

Summary: In this work we determine some fundamental microscopic and macroscopic properties of metals and rare earth- hydrogen (RE-H) systems. Using two calculus program based on the density functional formalism, we obtain values of important properties in the determination of the behaviour of the system, such as the variation of the electronic density and of the induced density of states due to the presence of hydrogen in the matrix.