掺杂Co、Ni对LiBH4解氢性能影响的第一原理研究

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Co、Ni掺杂LiBH4体系的晶体与电子结构及解氢性能的影响.负合金形成热与H原子解离能的计算发现:金属元素Co、Ni在LiBH4中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系解氢能力,其中Co提高LiBH4体系解氢效果较好.电子态密度与电子密度分析发现:合金化提高LiBH4解氢能力的主要原因是Co、Ni导致LiBH4体系Fermi能级附近能隙减小,BH键的键长增长和重叠布局数减小及Li与BH之间的成键作用减弱.     

稀土元素M(M=La,Ce,Pr)掺杂对LiNH2解氢性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了稀土元素M(M=La,Ce,Pr)对LiNH2解氢性能的影响.计算了合金形成热、H原子解离能和电子态密度,分析了结构稳定性.结果表明:稀土元素M替代LiNH2中部分Li时,费米能级附近能隙△EH-L变窄,使得N-H键间共价键特性减弱,系统结构稳定性降低,提高了LiNH2的解氢能力.     

Cl对LiAlH4解氢性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了LiAlH4-Cl体系的晶体与电子结构及稳定性能。计算生成焓发现,Cl-均可替代LiAlH4晶体结构中不同位置的H原子、[AlH4]单元体及占间隙位,其占位难易程度从易到难依次为:间隙位H2位H4位H3位H1位[AlH4]单元体。H原子解离能的计算发现:在Cl-替代[AlH4]单元和占据间隙位时,LiAlH4体系的结构稳定性变差,对应体系的放氢能力提高。其中,Cl-占据间隙位时,其对应体系放氢能力最强。费米能级附近能隙ΔEH-L值变小,对应体系的结构稳定性降低,是提高LiAlH4体系放氢能力的根本原因。     

W合金化对RuAl抗氧化性能影响的计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理,建立Al_2O_3和RuO_2晶胞模型,计算了Ru Al合金氧化物Al_2O_3和RuO_2的氧化能,结果显示:Al_2O_3的氧化能为–11.43 e V,RuO_2的氧化能为–2.28 e V,Al_2O_3比RuO_2的结构稳定性更好。通过态密度、Bander电荷密度等分析,发现W合金化提高RuAl抗氧化性能的根本原因是:由于W对O的吸附作用,使W周围的Al-O和Ru-O成键强度降低,Al_2O_3和RuO_2的氧化能减少,从而降低其结构稳定性。其中,Al_2O_3结构稳定性降低更加明显。同时,W合金化可降低RuAl合金体系基体内部的Al_2O_3结构稳定性,阻碍生成内氧化过程的生成条件,减少了垂直于表层界面的Al_2O_3的形成,促使表层界面的横向方向上Al_2O_3氧化层的成长,形成连续性致密的Al_2O_3氧化层,提高Ru Al抗氧化性。     

Co、Ni对LiNH2体系解氢性能影响的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Co和Ni对LiNH2体系的晶体、电子结构及解氢性能的影响。负合金形成热与H原子解离能的计算结果表明:金属元素Co、Ni在LiNH2中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系的解氢能力,其中Ni提高LiNH2体系解氢效果较好。电子态密度(DOS)与电子密度分析结果表明:合金化提高LiNH2解氢能力的主要原因是合金化元素Co、Ni导致LiNH2体系Fermi能级附近能隙值发生变化以及Li与N-H之间的成键作用减弱。