發(fā)布時(shí)間：2018-01-03 04:26

  本文關(guān)鍵詞：Sc對(duì)鎂基儲(chǔ)氫材料吸放氫動(dòng)力學(xué)影響　出處：《稀土》2016年03期 　論文類型：期刊論文

  更多相關(guān)文章： Sc 密度泛函理論 鎂基儲(chǔ)氫材料 氫氣 能量勢(shì)壘

【摘要】：用基于密度泛函理論的第一性原理,對(duì)Sc作為催化劑對(duì)氫氣在Mg(0001)表面解離和擴(kuò)散性能進(jìn)行了研究。首先,對(duì)Sc原子在Mg(0001)表面的穩(wěn)定吸附和替代位置進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,Sc原子將替代在表面的第二層穩(wěn)定。接下來有對(duì)氫氣在Sc替代在第二層的Mg(0001)表面解離和擴(kuò)散性能進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示由于Sc的存在,氫氣在其表面的解離勢(shì)壘下降至0.57 e V,氫原子在其表面擴(kuò)散的勢(shì)壘降低至0.11 e V,利用分波態(tài)密度分析得出Sc原子d軌道上的電子對(duì)氫氣在Mg表面解離起到了促進(jìn)的作用;更重要的是,氫原子在Sc原子上方的hcp位向Mg內(nèi)部擴(kuò)散的勢(shì)壘由0.69 e V下降至0.26 e V。大幅度降低氫原子向Mg內(nèi)部擴(kuò)散的阻力,也為氫原子向Mg內(nèi)部擴(kuò)散提供了更多的通道。Sc有效提高了鎂基儲(chǔ)氫材料的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能,是改善鎂基儲(chǔ)氫材料的動(dòng)力學(xué)性能很好的催化劑。
[Abstract]:With the first principle based on the density functional theory of Sc as the catalyst of hydrogen in Mg (0001) surface dissociation and diffusion properties were studied. Firstly, the Sc atoms on Mg (0001) surface stable adsorption and alternative position were studied. The results show that Sc atoms will be replaced in second stable surface layer the next of hydrogen in the Sc substitution in the second tier of the Mg (0001) surface dissociation and diffusion properties were studied. The results show that due to the presence of Sc, the hydrogen dissociation barrier on the surface of e decreased to 0.57 V, the hydrogen atoms on the surface of the diffusion barrier decreased to 0.11 e V, the use of wave state density analysis of Sc D atomic orbitals on the electron of hydrogen to promote role on the surface of Mg dissociation; more importantly, the hydrogen atoms in the internal diffusion of HCP Mg orientation Sc atoms above the barrier by 0.69 e V down to 0.26 e V. lower hydrogen atoms to Mg The resistance of internal diffusion also provides more channels for the diffusion of hydrogen atoms into Mg..Sc effectively improves the kinetics of hydrogen absorption and desorption of Mg based hydrogen storage materials, and is a good catalyst for improving the dynamic properties of Mg based hydrogen storage materials.

【作者單位】： 平頂山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院;廣西科技大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院;
【基金】：河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(KJT142102310462;KJT142192310186) 河南省教育廳自然科學(xué)基金 平頂山學(xué)院高層次人才基金
【分類號(hào)】：TB34
【正文快照】： 近年來,由于環(huán)境污染嚴(yán)重和化石能源的日漸枯竭,氫氣作為清潔能源和未來替代化石能源的新型能源越來越受到關(guān)注,尋找一種經(jīng)濟(jì)、安全、高效的儲(chǔ)氫材料就顯得十分必要。Mg由于其儲(chǔ)量大、成本低、儲(chǔ)氫質(zhì)量含量高(Mg H2的儲(chǔ)氫質(zhì)量比達(dá)到7.6%)等優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是最具潛力的儲(chǔ)氫材料[1,2

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本文編號(hào)：1372368