人類社會經濟的高速發(fā)展離不開各種巨量又高效的能源和通過其帶動的生產機器,因此探索一種可不斷再生且安全無污染的能源形式,是不斷發(fā)展社會生產力并最終實現共產主義的不可或缺的必要條件。在各種新興的能源之中,氫能源憑借著其較高比能量、可循環(huán)利用、對環(huán)境不產生額外污染等優(yōu)點從而成為了最具發(fā)展?jié)摿Φ奈磥砟茉粗�。但是受限于氫元素的儲存及其運輸等技術問題,目前以氫元素為儲能介質的設備的發(fā)展仍然存在的很大的困難。然而堿金屬的配位硼氫化物因同時具備了儲氫比容量高、合成原料來源廣且便宜、便于運輸及儲存等優(yōu)點,引起了眾多研究人員對將其應用于實際工程生產中的研究熱情。在此背景下,本文運用了基于第一性原理的密度泛函理論的方法對包括鈉硼氫化物、鉀硼氫化物、鋰硼氫化物的各種熱力學與電學性質進行了計算與分析,同樣也對其摻雜之后的各種性質進行了計算,并與其未摻雜時的各種性質進行了比較,同時討論了造成這些性質差異的微觀機理。研究結果表明:（1）堿金屬硼氫化物中硼氫四面體的轉動能壘會隨著外加壓力的增大而增大,由此造成硼氫化物高溫無序相形成更困難,相變溫度也隨之升高的現象,因此硼氫化物的相變溫度和其相變壓力成反比。（2）堿金... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數】：50 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Pnma晶體結構

西北大學碩士論文而 LiBH4的晶體結構最早由 Harris 等人確定，研究人員發(fā)現一個 LiBH4的晶胞中包含有四個 LiBH4分子，其晶格常數為 a=7.173 ，b=4.434 ，c=6.7976 [37]。利用同步 X 射線衍射方法測得的LiBH4的晶體結構在室溫下為Pnma，其結構如圖1.1中所示，晶格常數為a=7.179 ，b=4.437 ，c=6.803 ，[BH4]-離子沿兩個互相垂直的方向排列。隨溫度升高至 408.15 K時，晶體結構變?yōu)?P63mc 六方空間群（a=4.27 ，c=6.948 ）[38-39]。經計算發(fā)現 LiBH4的 P63mc相具有較高的能量和振動頻率，因此是一種非常不穩(wěn)定的結構[40-41]。同時理論計算也表明，LiBH4相在 1 GPa 時為 P21/c 單斜結構，2.2 GPa 壓力以上為 Cc 結構，當壓力升高至 6.2 GPa時其結構類似 NaBH4的晶體結構，即 Fm-3m 立方相結構[42-43]，結構如圖1.2 所示，而 Filinchuk等人又通過實驗指出，LiBH4的晶體結構在 1.2 GPa 時轉變?yōu)?Ama2 相，并且直到壓力升高至10 GPa 時才轉變?yōu)?Fm-3m 結構[44]。

第一章 儲氫材料簡介 時轉變?yōu)閱涡苯Y構[52]。在這之中 NaBH4的 P-421c 四因此在 DFT 計算中常用 P42/nmc 結構代替 P-421c 結構與 NaBH4的晶體結構十分類似，在室溫條件下也 K 時則轉變?yōu)?P42/nmc 結構[53]，如圖 1.3 中所示。K法研究了 KBH4晶體結構與外加壓力的關系，發(fā)現了變?yōu)镻421c四方結構，外加壓力升至11 GPa時則轉變

【參考文獻】：
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本文編號：3315890