Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 30: Oberfl
ächenreaktionen (III)
O 30.5: Vortrag
Donnerstag, 29. März 2001, 11:30–11:45, K
Mathematische Simulation der Selbstorganisation und des Massentransports von Kalium im System Rh(110)/O2+H2 — •Monika Hinz und Ronald Imbihl — Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie, Universität Hannover, Callinstr. 3-3A, D-30167 Hannover
Die räumliche Verteilung von Kalium auf der Rh(110)-Oberfläche während der katalytischen O2+H2-Reaktion zeigt, abhängig von den Reaktionsbedingungen, einen reversiblen Kondensationsprozeß in K+O-Inseln makroskopischer Größe. Über sich ausbreitende Reduktionsfronten erfolgt ein Massentransport von Kalium, der zu stationären Konzentrationsmustern als Endzustand führt. Ausgehend von einem Reaktions-Diffusions-Modell für das bistabile System Rh(110)/O2+H2 [1] wurde ein mathematisches Modell entwickelt, welches das experimentell beobachtete Verhalten reproduziert. Die zwei gekoppelten partiellen Differentialgleichungen des Ausgangsmodells wurden durch eine dritte für den Kaliumbedeckungsgrad ergänzt. Hierbei wurde die Diffusion von Kalium als Gradient des chemischen Potentials beschrieben. Unterschiede in der Mobilität und in der Bindungsstärke von Kalium auf den „reduzierten“ und auf den „oxidierten“ Oberflächenbereichen können als Schlüsselfaktoren des Kondensationsprozesses betrachtet werden.
[1] A.Makeev, R.Imbihl, J. Chem. Phys., vol.113 no.9 (2000) 3854.