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《輕質(zhì)儲氫材料的理論模擬研究進(jìn)展》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、輕質(zhì)儲氫材料的理論模擬研究進(jìn)展／葉小球等·１１９·輕質(zhì)儲氫材料的理論模擬研究進(jìn)展＊葉小球１，齊洪柱２，羅德禮１，２，鄭振華２，桑革１，２（１表面物理與化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，綿陽６２１９０７；２中國工程物理研究院，綿陽６２１９００）摘要綜述了近期有關(guān)輕質(zhì)儲氫材料（以輕元素為基礎(chǔ)組成的儲氫材料）的理論模擬進(jìn)展情況，包括對于這類材料的晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測、摻雜改性機(jī)理研究以及復(fù)合儲氫體系的化學(xué)反應(yīng)過程研究等。指出輕質(zhì)儲氫材料代表了一大類已開發(fā)的和尚未開發(fā)的儲氫體系，通過基于第一性原理的理論計(jì)算可以快速地篩選出具有合適熱
2、力學(xué)性質(zhì)的高容量儲氫反應(yīng)；認(rèn)為新近發(fā)展的晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測方法將在新型輕質(zhì)儲氫材料的理論設(shè)計(jì)上發(fā)揮重要作用。關(guān)鍵詞輕質(zhì)儲氫材料第一性原理計(jì)算結(jié)構(gòu)預(yù)測ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＴｈｅｏｒｙＳｔｕｄｙｆｏｒＨｙｄｒｏｇｅｎＳｔｏｒａｇｅＭａｔｅｒｉａｌｓＣｏｍｐｏｓｅｄｏｆＬｉｇｈｔＥｌｅｍｅｎｔｓ１，ＱＩＨｏｎｇｚｈｕ２，ＬＵＯＤｅｌｉ１，２，ＺＨＥＮＧＺｈｅｎｈｕａ２，ＳＡＮＧＧｅ１，２ＹＥＸｉａｏｑｉｕ（１ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＳｕｒｆａｃｅＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙＬ
3、ａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９０７；２ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ６２１９００）ＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎｔｈｅｏｒｙｓｔｕｄｙｆｏｒｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｌｉｇｈｔｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｓｕｃｈａｓｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｐｅｒｆｏｒｍ
4、ａｎｃｅｂｙｄｏｐｉｎｇｃａｔａ－ｌｙｓｔｓａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｓ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｌｉｇｈｔｅｌｅｍｅｎｔｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｎｕｍｂｅｒｏｆｐｏｔｅｎｔｉａｌｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｓ．Ｆｉｒｓｔ－ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｓｙｓ－ｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｓｃｒｅｅｎｔｈｅｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｙｄｒｏ
5、ｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｓｔｏｆｉｎｄｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｆａｖｏｒａｂｌｅｔｈｅｒｍｏ－ｄｙｎａｍｉｃｓｆｏｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｓｔｏｒａｇｅｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ．Ｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｃａｎｐｌａｙａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｈｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｌｉｇｈｔｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｈ
6、ｙｄｒｏｇｅｎｓｔｏｒａｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｌｉｇｈｔｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｆｉｒｓｔ－ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ，ｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃ－ｔｕｒｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ理論模擬研究的進(jìn)展情況。０引言１熱力學(xué)計(jì)算隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對儲氫容量的要求不斷提高，傳統(tǒng)儲氫合金如稀土系、鈦系、鋯系等已不能滿足車載儲儲氫材料在１０１．３２５ＭＰａ的放氫溫度可通過Ｖａｎ′ｔＨｏｆｆ氫的要求［１］。近年來，各研究機(jī)構(gòu)開發(fā)的一系列新型輕質(zhì)儲關(guān)系式估算得到［１２］：ΔＨθθ。
7、如果認(rèn)為放氫反應(yīng)的熵＝ＴΔＳ氫材料（以輕金屬元素為基礎(chǔ)組成的儲氫材料）以較高的質(zhì)值ΔＳθ在９５～１４０Ｊ·Ｋ－１·ｍｏｌ－１（以Ｈ計(jì)，下同）范圍內(nèi)變２量儲氫密度贏得了眾多研究者青睞［２，３］，但是這些材料仍存化，那么當(dāng)放氫溫度在５０～１５０℃之間時，要求的焓變ΔＨθ在許多有待解決的問題，諸如吸放氫動力學(xué)性能差、吸放氫在３０～６０ｋＪ·ｍｏｌ－１范圍內(nèi)。焓變越高，在相同壓力下反應(yīng)溫度高、材料制備困難等，另外還有很多儲氫機(jī)理性問題仍的放氫溫度越高；焓變越低，反應(yīng)的放氫溫度越低，但是如果然存在較多爭議，如
8、對吸放氫性能改善的機(jī)理、化學(xué)反應(yīng)過焓變顯著低于３０ｋＪ·ｍｏｌ－１，則材料的放氫反應(yīng)將不容易可逆發(fā)生［１２］。因此，如何準(zhǔn)確獲得材料在吸放氫過程中的熱力程、分子或者晶體的結(jié)構(gòu)等。對于材料的此類微觀機(jī)理性問題，第一性原理研究方法具有原子分子層次的深入分析和準(zhǔn)學(xué)數(shù)據(jù)對于儲氫材料性質(zhì)的預(yù)測至關(guān)重要。［２，４－９］［１３］系統(tǒng)考察了Ｂｏｒｎ－Ｈａｂｅｒ循環(huán)、Ｍｉｅｄｅｍａ確度高的優(yōu)勢，因而有大量理論研究工作相繼報(bào)道，其Ａｎｄｒｅａｓｅｎ等中有許多非常有指導(dǎo)意義的成果。模型、有
