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基于密度泛函理论解读不同高密度储氢材料释氢能力

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张辉, 肖明珠, 张国英, 路广霞, 朱圣龙. 2011: 基于密度泛函理论解读不同高密度储氢材料释氢能力, 物理学报, 60(2): 546-551.
引用本文: 张辉, 肖明珠, 张国英, 路广霞, 朱圣龙. 2011: 基于密度泛函理论解读不同高密度储氢材料释氢能力, 物理学报, 60(2): 546-551.
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Zhang Hui, Xiao Ming-Zhu, Zhang Guo-Ying, Lu Guang-Xia, Zhu Sheng-Long. 2011: Interpretation of dehydrogenation ability of high-density hydrogen storage materials by density functional theory, Acta Physica Sinica, 60(2): 546-551.
Citation: Zhang Hui, Xiao Ming-Zhu, Zhang Guo-Ying, Lu Guang-Xia, Zhu Sheng-Long. 2011: Interpretation of dehydrogenation ability of high-density hydrogen storage materials by density functional theory, Acta Physica Sinica, 60(2): 546-551.
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基于密度泛函理论解读不同高密度储氢材料释氢能力

  • 沈阳师范大学物理科学与技术学院,沈阳,110034

  • 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳,110016

Interpretation of dehydrogenation ability of high-density hydrogen storage materials by density functional theory

  • 摘要: 采用基于密度泛函理论的第一原理平面波赝势方法,研究了MgH2,LiBH4,LiNH2,NaAlH4几种高密度储氢材料及其合金的释氢及影响机理.结果表明:高密储氢材料MgH2,LiBH4,LiNH2,NaAlH4都比较稳定,释氢温度都很高,合金化可以降低它们的稳定性,但系统稳定性不是决定高密度储氢材料释氢性质的关键因素;带隙的宽窄基本可以表征储氢材料成键的强弱,能隙越宽,键断开越难,释氢温度就越高;LiNH2价带顶成键峰主要由Li-N成键贡献,N-H键构成较低的峰,使得LiNH2储氢材料的带隙虽很窄释氢温度却较高,且放氢过程中有氨气放出;合金化使得几种高密度储氢材料的带隙变窄,费米能级进入导带,从而使它们的释氢性能大大改善;电荷布居分析发现LiBH4中B-H键最强,LiNH2中H-N键最弱,因此LiNH2中H相对容易放出.合金化后,各储氢材料中X-H键强度都有所降低,且LiMgNH2中N-H键强度最低,因此从降低释氢温度角度,发展LiNH2储氢材料最为有利.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-02-28

基于密度泛函理论解读不同高密度储氢材料释氢能力

  • 沈阳师范大学物理科学与技术学院,沈阳,110034
  • 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳,110016

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一原理平面波赝势方法,研究了MgH2,LiBH4,LiNH2,NaAlH4几种高密度储氢材料及其合金的释氢及影响机理.结果表明:高密储氢材料MgH2,LiBH4,LiNH2,NaAlH4都比较稳定,释氢温度都很高,合金化可以降低它们的稳定性,但系统稳定性不是决定高密度储氢材料释氢性质的关键因素;带隙的宽窄基本可以表征储氢材料成键的强弱,能隙越宽,键断开越难,释氢温度就越高;LiNH2价带顶成键峰主要由Li-N成键贡献,N-H键构成较低的峰,使得LiNH2储氢材料的带隙虽很窄释氢温度却较高,且放氢过程中有氨气放出;合金化使得几种高密度储氢材料的带隙变窄,费米能级进入导带,从而使它们的释氢性能大大改善;电荷布居分析发现LiBH4中B-H键最强,LiNH2中H-N键最弱,因此LiNH2中H相对容易放出.合金化后,各储氢材料中X-H键强度都有所降低,且LiMgNH2中N-H键强度最低,因此从降低释氢温度角度,发展LiNH2储氢材料最为有利.

English Abstract

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