搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Zr催化剂对NaAlH4和Na3AlH6可逆储氢性能的影响

叶佳宇 刘亚丽 王靖林 何垚

引用本文:
Citation:

Zr催化剂对NaAlH4和Na3AlH6可逆储氢性能的影响

叶佳宇, 刘亚丽, 王靖林, 何垚

Influence of Zr catalyst on reversible hydrogen storage characteristics of NaAlH4 and Na3AlH6

Ye Jia-Yu, Liu Ya-Li, Wang Jing-Lin, He Yao
PDF
导出引用
  • 采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,分别计算纯净的以及掺杂Zr的NaAlH4和Na3AlH6的晶格结构常数、能量、电子局域函数和电子态密度.结果表明:NaAlH4和Na3AlH6分别是带隙为46和31 eV的绝缘体;NaAlH4和Na3AlH6中Al—H键是共价键,Na—H键是离子键;Zr原子替代Na原子
    The cell parameters, electron localization function and density of states of pure and Zr-doped NaAlH4 and Na3AlH6 are investigated using plane-wave pseudo-potential method based on density functional theory. The results show that NaAlH4 and Na3AlH6 are insulators characterized by a band gap of 46 and 31 eV, respectively. The Al and H atoms form covalent bonds and the Na and H atoms form ionic bonds in NaAlH4 and Na3AlH6 When Zr replaces Na, the interaction between Zr and H is stronger than the primary Na—H bond, and the interaction between Al and H becomes weaker; when Zr replaces Al, the bond between Zr and H is weaker than the primary Al—H bond. Our calculations indicate that Zr-doped NaAlH4 and Na3AlH6 are more stable than that of the pure alanates, and the energy to remove H atom is significantly decreased.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号:10804095,10664006)、云南省应用基础研究基金(批准号:2008CD062,2007A0017Z)、云南大学理工科重点科研基金(批准号:2007Z003B)和云南大学中青年骨干教师培养计划资助的课题.
    [1]

    [1]Dai W, Luo J S, Tang Y J, Wang C Y, Chen S J, Sun W G 2009 Acta Phys. Sin. 58 1890 (in Chinese) [戴伟、罗江山、唐永建、王朝阳、陈善俊、孙卫国 2009 物理学报 58 1890]

    [2]

    [2]Yi S P, Zhang H Y,Ouyang Y,Wang Y H, Pang J S 2006 Acta Phys. Sin. 55 2644 (in Chinese) [易双萍、张海燕、欧阳玉、王银海、庞晋山 2006 物理学报 55 2644]

    [3]

    [3]Chen Y H, Kang L, Zhang C R, Luo Y C, Ma J 2008 Acta Phys. Sin. 57 4866 (in Chinese) [陈玉红、康龙、张材荣、罗永春、马军 2008 物理学报 57 4866]

    [4]

    [4]Zhou J J, Chen Y G, Wu C L, Zheng X, Fang Y C, Gao T 2009 Acta Phys. Sin. 58 4853 (in Chinese) [周晶晶、陈云贵、吴朝玲、郑欣、房玉超、高涛 2009 物理学报 58 4853]

    [5]

    [5]Orimo S I, Nakamori Y, Eliseo J R, Zuttel A, Jense C M 2007 Chem. Rev. 107 4111

    [6]

    [6]Schuth F, Bogdanovic B, Felderhoff M 2004 Chem. Commun. 20 2249

    [7]

    [7]Ashby E C, Kobetz P 1966 Inorg. Chem. 5 1615

    [8]

    [8]Dilts D A, Ashby E C 1972 Inorg. Chem. 11 1230

    [9]

    [9]Bogdanovic B, Schwickardi M 1997 J. Alloys Compd. 253 1

    [10]

    ] Zhuang P H, Liu X P, Li Z N, Wang S M, Jiang L J, Li H L 2008 Chin. J. Nonferr. Met. 18 671 (in Chinese) [庄鹏辉、刘晓鹏、李志念、王树茂、蒋利军、李华玲 2008 中国有色金属学报 18 671]

    [11]

    ]Zidan R A, Takara S, Hee A G, Jensen C M 1999 J. Alloys Compd. 285 119

    [12]

    ]Wang T, Wang J , Ebner A D, Ritter J A 2008 J. Alloys Compd. 450 293

    [13]

    ]Naik M, Rather S, Zacharia R, So C S, Hwang S , Kim A R, Nahm K S 2009 J. Alloys Compd. 471 16

    [14]

    ]Marashdeh A, Olsen R A, Lovvik O M, Kroes G J 2006 Chem. Phys. Lett. 426 180

    [15]

    ]Araújo C M, Ahuja R, Guillén J M 2005 Appl. Phys. Lett. 86 251913

    [16]

    ]Li S, Jena P, Ahuja R 2006 Phys. Rev. B 73 214107

    [17]

    ]Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 1133

    [18]

    ]Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [19]

    ]Bloechl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [20]

    ] Kresse G, Furthmuller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [21]

    ]Kresse G, Furthmuller J 1996 Comput. Mater. Sci. 6 15

    [22]

    ] Lauher J W, Dougherty D, Herley P J 1979 Acta Crystallogr. B 35 1454

    [23]

    ] íiguez J, Yildirim T, Udovic T J, Sulic M, Jensen C M 2004 Phys. Rev. B 70 060101

    [24]

    ]Brinks H W, Hauback B C 2006 J. Alloys Compd. 354 143

    [25]

    ]Kittel C 1995 Introduction to Solid State Physics (New York: Wiley) p7

    [26]

    ] Silvera F I 1980 Rev. Mod. Phys. 52 393

  • [1]

    [1]Dai W, Luo J S, Tang Y J, Wang C Y, Chen S J, Sun W G 2009 Acta Phys. Sin. 58 1890 (in Chinese) [戴伟、罗江山、唐永建、王朝阳、陈善俊、孙卫国 2009 物理学报 58 1890]

    [2]

    [2]Yi S P, Zhang H Y,Ouyang Y,Wang Y H, Pang J S 2006 Acta Phys. Sin. 55 2644 (in Chinese) [易双萍、张海燕、欧阳玉、王银海、庞晋山 2006 物理学报 55 2644]

    [3]

    [3]Chen Y H, Kang L, Zhang C R, Luo Y C, Ma J 2008 Acta Phys. Sin. 57 4866 (in Chinese) [陈玉红、康龙、张材荣、罗永春、马军 2008 物理学报 57 4866]

    [4]

    [4]Zhou J J, Chen Y G, Wu C L, Zheng X, Fang Y C, Gao T 2009 Acta Phys. Sin. 58 4853 (in Chinese) [周晶晶、陈云贵、吴朝玲、郑欣、房玉超、高涛 2009 物理学报 58 4853]

    [5]

    [5]Orimo S I, Nakamori Y, Eliseo J R, Zuttel A, Jense C M 2007 Chem. Rev. 107 4111

    [6]

    [6]Schuth F, Bogdanovic B, Felderhoff M 2004 Chem. Commun. 20 2249

    [7]

    [7]Ashby E C, Kobetz P 1966 Inorg. Chem. 5 1615

    [8]

    [8]Dilts D A, Ashby E C 1972 Inorg. Chem. 11 1230

    [9]

    [9]Bogdanovic B, Schwickardi M 1997 J. Alloys Compd. 253 1

    [10]

    ] Zhuang P H, Liu X P, Li Z N, Wang S M, Jiang L J, Li H L 2008 Chin. J. Nonferr. Met. 18 671 (in Chinese) [庄鹏辉、刘晓鹏、李志念、王树茂、蒋利军、李华玲 2008 中国有色金属学报 18 671]

    [11]

    ]Zidan R A, Takara S, Hee A G, Jensen C M 1999 J. Alloys Compd. 285 119

    [12]

    ]Wang T, Wang J , Ebner A D, Ritter J A 2008 J. Alloys Compd. 450 293

    [13]

    ]Naik M, Rather S, Zacharia R, So C S, Hwang S , Kim A R, Nahm K S 2009 J. Alloys Compd. 471 16

    [14]

    ]Marashdeh A, Olsen R A, Lovvik O M, Kroes G J 2006 Chem. Phys. Lett. 426 180

    [15]

    ]Araújo C M, Ahuja R, Guillén J M 2005 Appl. Phys. Lett. 86 251913

    [16]

    ]Li S, Jena P, Ahuja R 2006 Phys. Rev. B 73 214107

    [17]

    ]Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 1133

    [18]

    ]Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [19]

    ]Bloechl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [20]

    ] Kresse G, Furthmuller J 1996 Phys. Rev. B 54 11169

    [21]

    ]Kresse G, Furthmuller J 1996 Comput. Mater. Sci. 6 15

    [22]

    ] Lauher J W, Dougherty D, Herley P J 1979 Acta Crystallogr. B 35 1454

    [23]

    ] íiguez J, Yildirim T, Udovic T J, Sulic M, Jensen C M 2004 Phys. Rev. B 70 060101

    [24]

    ]Brinks H W, Hauback B C 2006 J. Alloys Compd. 354 143

    [25]

    ]Kittel C 1995 Introduction to Solid State Physics (New York: Wiley) p7

    [26]

    ] Silvera F I 1980 Rev. Mod. Phys. 52 393

  • [1] 马丽娟, 韩婷, 高升启, 贾建峰, 武海顺. 单缺陷对Sc, Ti, V修饰石墨烯的结构及储氢性能的影响. 物理学报, 2021, 70(21): 218802. doi: 10.7498/aps.70.20210727
    [2] 元丽华, 巩纪军, 王道斌, 张材荣, 张梅玲, 苏俊燕, 康龙. 碱金属修饰的多孔石墨烯的储氢性能. 物理学报, 2020, 69(6): 068802. doi: 10.7498/aps.69.20190694
    [3] 周晓锋, 方浩宇, 唐春梅. 三明治结构graphene-2Li-graphene的储氢性能. 物理学报, 2019, 68(5): 053601. doi: 10.7498/aps.68.20181497
    [4] 尹跃洪, 徐红萍. 电场诱导(MgO)4储氢的理论研究. 物理学报, 2019, 68(16): 163601. doi: 10.7498/aps.68.20190544
    [5] 林怀俊, 朱云峰, 刘雅娜, 李李泉, 朱敏. 非晶态合金与氢相互作用的研究进展. 物理学报, 2017, 66(17): 176105. doi: 10.7498/aps.66.176105
    [6] 祁鹏堂, 陈宏善. Li修饰的C24团簇的储氢性能. 物理学报, 2015, 64(23): 238102. doi: 10.7498/aps.64.238102
    [7] 尹跃洪, 陈宏善, 宋燕. 电场诱导(MgO)12储氢的从头计算研究. 物理学报, 2015, 64(19): 193601. doi: 10.7498/aps.64.193601
    [8] 沈超, 胡雅婷, 周硕, 马晓兰, 李华. 单壁碳纳米管低温及常温下储氢行为的模拟计算研究. 物理学报, 2013, 62(3): 038801. doi: 10.7498/aps.62.038801
    [9] 赵银昌, 戴振宏, 隋鹏飞, 张晓玲. 二维Li+BC3结构高储氢容量的研究. 物理学报, 2013, 62(13): 137301. doi: 10.7498/aps.62.137301
    [10] 戴伟, 肖明, 李志浩, 唐永建. H2的自由扩散和吸附状态的对比研究. 物理学报, 2012, 61(1): 016801. doi: 10.7498/aps.61.016801
    [11] 张辉, 张国英, 肖明珠, 路广霞, 朱圣龙, 张轲. 金属元素替代对Li4BN3H10储氢材料释氢影响机理的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047109. doi: 10.7498/aps.60.047109
    [12] 颜克凤, 李小森, 孙丽华, 陈朝阳, 夏志明. 储氢笼型水合物生成促进机理的分子动力学模拟研究. 物理学报, 2011, 60(12): 128801. doi: 10.7498/aps.60.128801
    [13] 周晶晶, 陈云贵, 吴朝玲, 肖艳, 高涛. NaAlH4 表面Ti催化空间构型和X射线吸收光谱: Car-Parrinello分子动力学和密度泛函理论研究. 物理学报, 2010, 59(10): 7452-7457. doi: 10.7498/aps.59.7452
    [14] 牛雪莲, 邓玉福, 李雪. 氟阴离子掺杂对NaMgH3储氢性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7317-7321. doi: 10.7498/aps.58.7317
    [15] 戴伟, 罗江山, 唐永建, 王朝阳, 陈善俊, 孙卫国. 氢气分子在沸石中的吸附模拟研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1890-1895. doi: 10.7498/aps.58.1890
    [16] 戴伟, 唐永建, 王朝阳, 孙卫国. 自制吸附仪储氢性能测试研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7313-7316. doi: 10.7498/aps.58.7313
    [17] 刘秀英, 王朝阳, 唐永建, 孙卫国, 吴卫东, 张厚琼, 刘淼, 袁磊, 徐嘉靖. 单壁BN纳米管和碳纳米管物理吸附储氢性能的理论对比研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1126-1131. doi: 10.7498/aps.58.1126
    [18] 魏彦薇, 杨宗献. Au在Zr掺杂的CeO2(110)面吸附的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(11): 7139-7144. doi: 10.7498/aps.57.7139
    [19] 唐元洪, 林良武, 郭 池. 多壁碳纳米管束储氢机理的X射线吸收谱研究. 物理学报, 2006, 55(8): 4197-4201. doi: 10.7498/aps.55.4197
    [20] 郑 宏, 王绍青, 成会明. 微孔对单壁纳米碳管储氢性能的影响. 物理学报, 2005, 54(10): 4852-4856. doi: 10.7498/aps.54.4852
计量
  • 文章访问数:  7612
  • PDF下载量:  846
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-28
  • 修回日期:  2009-11-20
  • 刊出日期:  2010-03-05

/

返回文章
返回