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单个钛原子储氢能力和储氢机制的第一性原理研究

卢金炼 曹觉先

单个钛原子储氢能力和储氢机制的第一性原理研究

卢金炼, 曹觉先
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  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了单个过渡金属钛原子吸附氢分子的物理机制. 研究表明,单个钛原子最多能吸附8对氢分子,吸附结构为对称的两个类金字塔型结构, 其平均吸附能为- 0.28 eV.通过计算轨道能级和差分电荷密度分布,分析决定吸附结构、 吸附能大小以及吸附氢分子数目的内在物理机制.研究表明,钛原子的4s电子转移到3d轨道上, 从而产生较强的极化电场,导致氢分子极化,钛原子通过静电极化作用吸附氢分子. 本文的研究将对设计高密度储氢材料有一定的指导作用.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11074212)和 湖南省教育厅青年项目(批准号: 10B104)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-19
  • 修回日期:  2011-12-20
  • 刊出日期:  2012-07-05

单个钛原子储氢能力和储氢机制的第一性原理研究

  • 1. 湘潭大学物理系,纳米物理和稀土发光研究所, 湘潭 411105
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11074212)和 湖南省教育厅青年项目(批准号: 10B104)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了单个过渡金属钛原子吸附氢分子的物理机制. 研究表明,单个钛原子最多能吸附8对氢分子,吸附结构为对称的两个类金字塔型结构, 其平均吸附能为- 0.28 eV.通过计算轨道能级和差分电荷密度分布,分析决定吸附结构、 吸附能大小以及吸附氢分子数目的内在物理机制.研究表明,钛原子的4s电子转移到3d轨道上, 从而产生较强的极化电场,导致氢分子极化,钛原子通过静电极化作用吸附氢分子. 本文的研究将对设计高密度储氢材料有一定的指导作用.

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