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掺杂Fe对VH2解氢性能影响的第一性原理研究

李荣 罗小玲 梁国明 付文升

掺杂Fe对VH2解氢性能影响的第一性原理研究

李荣, 罗小玲, 梁国明, 付文升
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  • 采用密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面波超软赝势方法,研究了Fe掺杂对VH2的电子结构和解氢性能的影响.通过计算Fe掺杂VH2前后体系的合金形成热、V-H之间的重叠布居数、电子态密度、电子密度,发现Fe掺杂VH2后,随着Fe含量增加,合金体系的晶胞参数和晶胞体积逐渐减少;体系的负合金形成热逐渐减少,且掺杂后体系的负合金形成热都比VH2的负合金形成热小,体系的稳定性降低;电子态密度计算也显示Fe掺杂后费米能级处的电子浓度增加,体系稳定性降低;重叠布居数和电子密度计算表明掺杂后V-H之间的重叠布居数由0.1减小为0.08或0.09,V-H之间的电子密度减少,说明V和H原子之间的相互作用减弱,提高了VH2的解氢性能.计算结果解释了实验现象.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:20971132)、重庆市自然科学基金(批准号:CSTC2009BB4243)和重庆市教委科技项目(批准号:KJ090810,KJ070809)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-03
  • 修回日期:  2011-03-04
  • 刊出日期:  2011-11-15

掺杂Fe对VH2解氢性能影响的第一性原理研究

  • 1. 重庆师范大学功能材料实验室,重庆 400047
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:20971132)、重庆市自然科学基金(批准号:CSTC2009BB4243)和重庆市教委科技项目(批准号:KJ090810,KJ070809)资助的课题.

摘要: 采用密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面波超软赝势方法,研究了Fe掺杂对VH2的电子结构和解氢性能的影响.通过计算Fe掺杂VH2前后体系的合金形成热、V-H之间的重叠布居数、电子态密度、电子密度,发现Fe掺杂VH2后,随着Fe含量增加,合金体系的晶胞参数和晶胞体积逐渐减少;体系的负合金形成热逐渐减少,且掺杂后体系的负合金形成热都比VH2的负合金形成热小,体系的稳定性降低;电子态密度计算也显示Fe掺杂后费米能级处的电子浓度增加,体系稳定性降低;重叠布居数和电子密度计算表明掺杂后V-H之间的重叠布居数由0.1减小为0.08或0.09,V-H之间的电子密度减少,说明V和H原子之间的相互作用减弱,提高了VH2的解氢性能.计算结果解释了实验现象.

English Abstract

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