(Fe+Co)共掺杂MgH2储氢材料的热力学稳定性和键合机理研究

黄强, 黄鹏儒, 徐芬, 孙立贤

桂林电子科技大学学报 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (03) : 245-251. DOI: 10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.03.005

(Fe+Co)共掺杂MgH2储氢材料的热力学稳定性和键合机理研究

  • 黄强, 黄鹏儒, 徐芬, 孙立贤
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摘要

为探索双金属共掺杂对MgH2储氢材料储氢性能的影响,运用基于密度泛函理论的第一性原理对(Fe+Co)共掺杂MgH2储氢材料体系的热力学稳定性、键合机理进行系统研究。对共掺杂体系的晶格结构进行考察,发现(Fe+Co)共掺杂后,Mg12Fe2Co4H36和Mg12Fe4Co2H36晶胞的体积分别收缩了16%和17.5%。对(Fe+Co)共掺杂体系的生成焓进行计算,结果表明掺杂后体系的生成焓减少,更有利于氢气的解析。通过对掺杂体系Bader电荷和电子态密度的计算,探索Fe、Co金属掺杂前后的电荷转移情况和金属原子与氢原子之间的成键轨道,电子结构分析表明掺杂后电子从氢原子转移到了镁原子,有利于Mg—H键的弱化。(Fe+Co)双金属共掺杂对MgH2储氢材料热力学性能的改善有积极影响,为发展高性能储氢材料提供了理论指导。

关键词

第一性原理 / 储氢 / 过渡金属 / 氢化镁 / 热力学稳定性

中图分类号

TK91 / TB34

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黄强, 黄鹏儒, 徐芬, 孙立贤. (Fe+Co)共掺杂MgH2储氢材料的热力学稳定性和键合机理研究. 桂林电子科技大学学报. 2022, 42(03): 245-251 https://doi.org/10.16725/j.cnki.cn45-1351/tn.2022.03.005

基金

国家重点研发计划(2018YFB1502103,2018YFB1502105); 国家自然科学基金(51801041,551671062,5187011196,51971068); 广西自然科学基金(2017JJB150085); 广西科技计划(2018AD19052,AA19182014,AD17195073,AA17202030-1,AD19110037); 桂林电子科技大学研究生创新计划(2020YCXS111)

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