金属储氢材料理论研究综述
氢气在金属合金中的吸附及储氢性能研究
氢气在金属合金中的吸附及储氢性能研究概述氢气作为无污染的燃料，一直以来受到广泛的关注，而其在储氢技术中的应用更是备受瞩目。
金属合金是一种常见的氢气储存材料，其中氢气的吸附性能是影响其储氢性能的重要因素。
因此，本文将重点研究氢气在金属合金中的吸附及其储氢性能，并对相关研究进行综述和分析。
氢气在金属合金中的吸附氢气在金属合金中的吸附是一种物理吸附过程，其吸附量与温度、压力、合金成分等因素有关。
氢气在合金中的吸附主要是通过两种方式进行的：一种是吸附在合金表面或晶界处，另一种是漂移扩散到合金内部。
研究表明，不同金属合金对氢气的吸附能力差异很大。
例如，钛基合金、镁基合金和锆基合金对氢气的吸附能力较高，而铜基合金和镍基合金则吸附能力较低。
这是因为合金成分和晶格结构的不同导致了吸附能力的差异。
除了合金成分外，温度和压力对吸附量也有着重要的影响。
一般来说，氢气在低温下吸附量较大，但随着温度的升高，吸附量逐渐减小。
而在较高的压力下，氢气的吸附量增加。
但是，在一定压力下，吸附饱和度会出现，即氢气已经无法吸附在合金上了。
储氢性能研究金属合金作为一种储氢材料，需要具备较高的储氢容量和释放速率，才能满足实际应用需求。
因此，储氢性能的研究也是当前研究的热点之一。
在金属合金的储氢性能研究中，一般采用实验测定和理论计算相结合的方法。
实验测定主要是通过光谱分析、气相色谱等仪器手段来研究吸附态氢气和释放态氢气的特性。
而理论计算则是通过计算模拟，预测不同合金结构对氢气的吸附和解吸过程。
研究表明，金属合金的储氢性能受多种因素影响。
例如，合金成分、晶格结构、温度、压力等因素都会对储氢容量和释放速率产生影响。
此外，合金的热稳定性也是影响其储氢性能的重要因素之一。
较高的热稳定性有助于提高其循环储氢和释放的能力。
结论综上所述，氢气在金属合金中的吸附是影响其储氢性能的关键因素之一。
通过对合金成分、温度、压力等因素的研究，可以提高合金的储氢容量和释放速率，进一步推动氢能技术的发展和应用。
基于金属材料多孔结构的氢气存储技术的研究
基于金属材料多孔结构的氢气存储技术的研究一、引言氢气储存技术被广泛认为是未来能源发展的重要方向，而金属材料多孔结构是一种具有良好可控性和重要应用价值的氢气储存材料。
本文旨在对基于金属材料多孔结构的氢气储存技术进行深入的研究和探索。
二、多孔材料用于氢气储存多孔材料的表面积远大于普通材料，可以通过吸附氢气来储存大量氢气。
这些材料被广泛应用于氢气储存和传输中。
金属材料具有高储氢容量和高储存效率的优点，也成为多孔材料中的重要部分。
三、金属材料多孔结构储氢的原理金属材料多孔结构储氢的原理是基于氢分子的吸附作用。
金属材料由许多微观多孔空间组成，在此过程中可以通过弱相互作用来吸附氢气。
吸附氢气的主要类型包括吸附、吸附和膨胀等，其中吸附作用是其中最重要的。
吸附作用发生在金属材料表面上，表面粗糙度和孔结构是影响氢气吸附的主要因素。
四、金属材料多孔结构储氢的优点和应用金属材料多孔结构具有以下优点：高储氢容量、低操作温度、长期储存稳定性和容易控制。
在实际应用中，多种金属材料多孔结构被广泛应用于氢气储存领域，如碳纳米管、金属有机框架材料、硅氧烷材料等。
五、金属材料多孔结构储氢技术发展现状目前，金属材料多孔结构储氢技术的发展主要是研究如何提高储氢容量、降低操作温度和提高稳定性。
一些新型材料也相继研制成功，如单层石墨烯、氧化石墨烯等，具有更高的储氢性能。
此外，也研究出一些新的储氢材料，如硼氮化物、石墨烯/金属储氢复合材料等。
六、存在问题和展望金属材料多孔结构储氢技术在实际应用中仍然存在一些问题，如储氢容量有限，操作温度较低，还需要进一步研究和探索。
随着科技的不断发展，人们相信这些问题会逐渐得到解决。
未来，金属材料多孔结构储氢技术将会得到更广泛的应用，成为氢气储存领域的一种重要技术。
七、结论基于金属材料多孔结构的氢气储存技术具有高储氢容量、低操作温度、长期储存稳定性和容易控制等优点。
目前，金属材料多孔结构储氢技术还面临一些问题，但随着科技的不断发展，这些问题会逐渐得到解决。
基于金属材料的氢气储存技术研究
基于金属材料的氢气储存技术研究氢气作为一种能源，近年来备受关注。
但是，氢气的储存一直是难题，因为氢气具有如下的缺点：易泄漏、易燃爆、密度小、低温高压等。
为了克服这些缺点，过去提出了多种储存方式，如压缩、液化、固态和化学吸附等。
本文将从金属材料氢气储存技术的研究角度，探讨氢气储存的发展趋势。
一、金属材料在氢气储存方面的应用金属材料是目前氢气储存中应用最广泛的材料之一，金属材料常用作氢气的储存容器、催化剂、氢气传递材料等。
在金属材料中，常用的有铁、钛、镁、钯、铝、镍等。
目前，比较成功的一种金属储氢材料是氢化物。
氢化物是一种将氢与另一种元素形成离子化合物，它在储氢方面有独特的优势。
因为储氢过程中，氢化物可以实现氢气的物理吸附，从而大幅提高氢气的储存密度。
同时，氢化物的制备容易，可以通过简单的反应制备得到。
二、氢气储存技术的发展趋势1.金属材料化学吸附氢气储存技术金属材料化学吸附储氢技术是近年来较为前沿的氢气储存技术。
化学吸附储氢是一种通过催化剂介导氢分子与固体材料之间氢键的形成而实现的氢气储存方法。
早期的研究表明，基于金属材料的氢化物化学吸附储氢方案能够实现氢气储备密度较高的储氢方案。
然而，由于金属材料化学吸附氢气储存技术在实现可控氢气储存方面存在显示困难，其实际应用广泛度和可靠性还需要进一步提升。
2.金属氢化物储氢材料的制备优化金属氢化物储氢材料是目前氢气储存中应用最广泛的储氢材料之一，其在储氢密度、制备成本等方面具有优势。
然而，当前，金属氢化物储氢材料的產品稳定性、热稳定性、压力稳定性等性能仍然不理想，进一步的优化和完善仍需进行深入的探索和研究。
3.金属-有机框架材料在氢气储存中的应用金属-有机框架材料(MOFs)是一种由金属离子或簇通过有机构建单元配成的材料。
由于其稳定性和多孔性等特点，被广泛研究作为气体存储材料。
研究表明，相对于采用纯金属储氢材料，采用由金属-有机框架材料制成的储氢材料能够具有更高的储能密度和更好的热稳定性。
金属储氢材料理论研究综述
1 镧基储氢材料的理论研究
早在 1983年 ,W estlake对 LaN i5 , LaN i4 A l, La2 N i4M n氢化物中氢与金属的化学计量关系和氢在
金属金格间隙中占有位置的几何模型进行了量子 化学计算研究 。Ono 等假设在 LaN i5 H3 形成时 H 原子主要占据靠近基平面 (12n位 ) ,构造了 12n位 两种模型 ,研究了 LaN i5 - H2 体系 。 Tatsum i等研 究了 LaN i5 - H 固溶体的原子结构和热力学性质 , 计算得出 : 12n位的能量最低 ,其次为 6m 位 。Hec2 to r等比较了 LaN i5 H3 和 LaN i5 H7 的计算结果 ,得 知 H 原子首先排布在晶体中上层的间隙 ,并且优 先占据 12n和 6m 位 。此外 ,人们运用从头算法和 密度泛函理论 (DFT) 等方法对 LaN i5 - H2 体系的 化学键 、电子结构 、电极特性以及成键特征等方面 进行了研究 。
h储氢材料的理论研究为了理解n储氢体系的储氢机理为替代和添加催化剂研究提供理论依据人们对li2nh的电子结构计算也进行了许多研究bonacickoutecky等用从头算ci方法计算了linh及其阳离子团簇的电子结构和几何结构得到了其稳定结构和电离势预言了它们的性能
第 18卷第 3期 淮 阴 工 学 院 学 报 Vol. 18 No. 3 2009年 6月 Journal of Huaiyin Institute of Technology Jun. 2009
J iangsu Huai’an 223003, China) Abstract: A s a new type of the high energetic density and green energy, hydrogen has attracted extensive atten2 tion to research and app lication from all over the world. Hydrogen storage materials, which are important carri2 ers during hydrogen storage and transport, are a dom inating item studied today. In this paper, theoretical stud2 ies on som e used or under - research metal ( alloy) hydrides storage materials such as La - hydrides, M g - hy2 drides, L i - N - hydrides are reviewed. The trend of the theoretical study on m etal ( alloy) hydrides storage ma2 terials is also introduced. Key words: metal ( alloy) hydrides storage materials; La - hydrides; M g - hydrides; L i - N - hydrides
金属有机框架材料的储氢性能研究
金属有机框架材料的储氢性能研究金属有机框架材料 (MOF) 是一类由金属离子或簇合物与有机配体相连结而成的晶体材料。
近年来，MOF 因其具备超高的比表面积和可调控的孔结构而备受关注。
其中，MOF 在储氢材料领域展示出潜力，因其能够通过吸附氢气分子来实现高密度氢储存。
本文将探讨金属有机框架材料在储氢性能方面的研究进展。
一、 MOF 材料的储氢机制金属有机框架材料的储氢机制可分为两个主要方面：物理吸附和化学吸附。
物理吸附指的是氢气分子在材料的孔隙中通过分子间的范德华力相互作用被吸附；而化学吸附则是指氢气分子与 MOF 材料发生化学反应，例如氢与金属离子之间的协同作用。
这两种机制可根据不同的材料结构和应用需求得以加以调控和优化。
二、 MOF 材料的储氢性能提升策略为了提升MOF 材料的储氢性能，研究人员运用了多种策略。
首先，通过合理设计和合成有机配体，可以调控 MOF 材料的结构和孔隙性质，从而增加其吸附氢气的能力。
其次，合金化 MOF 材料，利用不同金属离子的协同作用来增强储氢性能。
此外，采用嵌入型或功能化改性MOF 材料也是一种有效的提升策略，通过有选择地改变 MOF 材料的孔道性质，实现氢气分子的高效储存。
三、 MOF 材料在储氢应用中的挑战与展望尽管 MOF 材料在储氢领域有着广阔的应用前景，但仍存在一些挑战。
首先，MOF 材料的合成方法需要进一步改进，以提高其制备的可扩展性和晶体结构的稳定性。
其次，MOF 材料的储氢性能需要进一步优化，以实现更高的氢气储存密度和快速吸附释放的能力。
此外，MOF 材料在实际应用中的稳定性和可循环性也需要得到改善。
展望未来，随着 MOF 材料合成方法和储氢机制的深入研究，我们有理由相信 MOF 材料将在储氢材料领域发挥更加重要的作用。
通过不断的优化和改进，MOF 材料有望实现高效、可持续的氢能储存和应用，为能源领域的可持续发展做出贡献。
综上所述，金属有机框架材料具备出色的储氢性能潜力。
金属氢化物储氢材料的研究与开发
金属氢化物储氢材料的研究与开发随着全球能源危机日益加剧，储存清洁能源的需求也越来越大。
储氢技术作为一种可持续发展的能源储存方式，备受关注。
而金属氢化物储氢材料作为一种重要的储氢材料，正在逐渐得到广泛的研究和开发。
一、金属氢化物储氢材料的基本原理金属氢化物储氢材料是指将金属元素与氢气化合形成的化合物。
在储氢过程中，氢气与金属的反应能够在较低的压力和温度下储存和释放氢气。
其储氢反应如下：M + xH2 → MHx其中，M代表金属元素，x代表氢气分子的数量，MHx代表储氢材料。
当氢气压力较高时，此反应会形成化学反应平衡，储氢材料能够吸收大量的氢气。
当需要释放氢气时，我们可以人工调节反应条件，使金属氢化物分解，释放出储存的氢气。
二、金属氢化物储氢材料的研究与开发现状除了在实验室中进行的研究，金属氢化物储氢材料在各个应用领域的发展逐渐走向实际应用。
1、车载储氢车载储氢是最常见的金属氢化物储氢材料应用之一。
例如，以镁和锂为基础的金属氢化物储氢材料在车辆工业中已得到广泛应用。
它们具有储氢量大、密度高、安全性高等优点。
2、储能系统金属氢化物储氢材料也能够应用在储能系统中。
类似于电池储能系统，它们可以将太阳能等可再生能源储存起来，并在需要时释放能量。
这些系统能够通过转化为电能和热能实现能量的转换和应用，为能源的实现起到了重要的作用。
三、金属氢化物储氢材料的发展前景金属氢化物储氢材料因其独特的储氢性能和广泛的应用前景，具有极高的发展潜力。
除汽车和储能系统外，金属氢化物储氢材料还可以应用于电力电子、无线通信等领域。
在绿色化和能源转型的现代社会中，它们具有不可替代的作用。
随着技术的发展，人们对金属氢化物储氢材料的要求也越来越高。
例如，提高储氢性能、降低成本等，都是当今研究的重点。
目前，许多研究机构正在不断探索新型的金属氢化物储氢材料，以应对社会对减排和清洁能源的要求。
四、结尾总之，金属氢化物储氢材料作为储氢技术的重要组成部分，具有重要的应用前景。
金属有机框架材料的储氢性能研究
金属有机框架材料的储氢性能研究金属有机框架材料（MOFs）是一种由金属离子与有机连接配体构成的晶态材料，具有高度可调性和多功能性。
由于其具有高表面积和空腔结构，金属有机框架材料被广泛研究，尤其是在储氢领域。
本文将探讨金属有机框架材料在储氢性能方面的研究进展，并讨论其在氢能源存储和利用中的潜在应用。
一、金属有机框架材料的储氢机制金属有机框架材料作为储氢材料，其储氢机制主要包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附是指氢分子在材料表面的吸附，而化学吸附是指氢与框架材料之间的化学键形成。
研究表明，金属有机框架材料通常以化学吸附为主，因为其具有较高的表面能和多孔结构。
二、金属有机框架材料的储氢性能评估方法评估金属有机框架材料的储氢性能是研究的重要一环。
常用的评估方法包括氢吸附等温线、氢吸附容量、热重分析和原位X射线衍射。
通过这些方法可以确定金属有机框架材料的孔隙度、表面积和储氢容量，从而评估其在储氢领域的应用潜力。
三、金属有机框架材料的改性和优化为了提高金属有机框架材料的储氢性能，研究人员进行了一系列改性和优化措施。
首先，可以通过选择合适的金属离子和有机连接配体来调控框架结构和孔隙大小。
其次，引入功能基团和掺杂剂可以增强储氢材料的储氢能力。
此外，利用合金化和合成复合材料的方法也可以改善金属有机框架材料的储氢性能。
四、金属有机框架材料的潜在应用金属有机框架材料在氢能源存储和利用方面具有广阔的应用前景。
首先，金属有机框架材料可以用作高效的氢气储存材料，从而实现氢能源的储存和运输。
其次，金属有机框架材料也可以作为催化剂载体，提高氢能源的转化效率。
此外，金属有机框架材料还可以用于氢气传感器和氢燃料电池等领域。
结论金属有机框架材料在储氢领域具有巨大的潜力。
通过探索其储氢机制、评估其储氢性能，并进行改性和优化，金属有机框架材料可以为氢能源的存储和利用提供新的解决方案。
未来的研究应当注重进一步提升金属有机框架材料的储氢容量和循环稳定性，以满足氢能源的实际应用需求。
金属氢储存材料的制备与性能研究
金属氢储存材料的制备与性能研究近年来，能源问题一直是全球的热门议题。
传统的能源资源逐渐枯竭，新能源的开发和利用已成为各国共同面临的挑战。
在各种新能源中，氢气被认为是一种极为理想的能源媒介。
然而，氢气的储存和输送一直是一个难题。
金属氢储存材料由此应运而生。
金属氢储存材料是一种能够吸附和储存氢气的材料。
它可以将氢气以化学结合的形式储存，实现高密度的氢气存储。
目前多种金属氢储存材料已经被研究出来，例如钛、镁、铝等。
这些金属具有良好的吸氢性能，并且在氢气释放后可以通过加热或者机械处理再次吸附氢气。
金属氢储存材料的制备一直是研究的重点之一。
一种常见的制备方法是机械合金化。
这种方法通过机械研磨或者球磨的方式将金属粉末与氢气反应，使其形成储氢材料。
这种方法简单、经济，可以用于制备大量的金属氢储存材料。
除此之外，还有物理气相沉积、电化学沉积等方法，这些方法制备的金属氢储存材料往往具有更好的结晶性和储氢性能。
除了制备方法外，金属氢储存材料的性能研究也是重要的研究方向之一。
首先，储氢容量是评价金属氢储存材料性能的重要指标之一。
储氢容量高意味着材料可以储存更多的氢气，从而提高氢气的单位体积储存量。
其次，吸氢速度和释放速度也是性能的重要指标之一。
吸氢速度和释放速度快的金属氢储存材料可以实现在短时间内大量地吸氢或释放氢。
此外，材料的稳定性和再循环利用性也是需要考虑的因素之一。
近年来，研究人员通过改变金属氢储存材料的微观结构和添加其他元素等手段，成功地提升了金属氢储存材料的性能。
例如，研究人员发现通过制备纳米级材料和引入过渡金属等方法可以显著提高金属氢储存材料的吸氢速度和容量。
此外，还有研究表明，将金属氢储存材料与其他材料进行复合，可以进一步提高材料的储氢性能和循环利用性。
然而，尽管金属氢储存材料的研究已经取得一定的进展，但仍然面临一些挑战。
首先，金属氢储存材料的制备成本较高，制备过程中的高温和高压条件也增加了材料的制备难度。
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74 淮 阴 工 学 院 学 报 2009年
人们对镁基储氢材料进行了一些理论研究和 探讨 ,但对镁基储氢材料吸 /放氢过程的热力学和 动力学参数 、镁基储氢材料与氢气相互作用的本 质及镁基储氢材料吸 /放氢涉及到的反应缺少研 究 ,此方面可做的工作很多 。为了更好地设计出 储氢材料的组分 ,也值得研究者去开拓 。
3 L i - N - H 储氢材料的理论研究
Song等 对 L i - N - H 体系相关的一系列化合 物 L i3N、L i2 NH、L iNH2、L iH 和 NH3 的生成焓和键 能等进行了计算 ,从理论上证明氨中间体机理的 正确性 ,并指出 L iNH2 中两个氢的脱附能量不同 。 此外 , L i3N 团簇结构与性质的研究对于理解物质 从微观到宏观的过渡具有重要作用 , L i3 N 作为新 型高容量储氢材料 ,研究 L i3N 团簇对于理解该材 料的储氢机理非常重要 。
尽管人们对镧基储氢材料的化学键 、电子结 构 、电极特性以及成键特征等方面进行了较多地 研究 ,但对镧基储氢材料吸 /放氢的本质 、吸 /放氢 的机理以及镧基储氢材料与氢气相互作用研究很
收稿日期 : 2009 - 04 - 20 作者简介 : 周素芹 (1976 - ) ,女 ,江苏泗阳人 ,讲师 ,在读博士 ,从事分子与材料计算模拟 。
由于 L i - N - H 系氢化物的结构无论在实验 上还是在理论上都没有统一的认识 ,所以 L i - N H 系氢化物的计算主要是针对其最低能量空间群 的寻找上 ,仍然需要大量的研究工作 。
4 其它金属储氢材料的理论研究
最近 ,杨身园等利用第一性原理计算研究了 轻碱土金属覆盖的富勒烯的储氢性质 。他们首先 发现钙和锶在 C60上吸附很强 ,可以均匀地覆盖在 C60表面上 ,形成 M32 C60 。它们之间的相互作用机
- H 等储氢材料的理论研究 ,近几年有较多报道 。
1 镧基储氢材料的理论研究
早在 1983年 ,W estlake对 LaN i5 , LaN i4 A l, La2 N i4M n氢化物中氢与金属的化学计量关系和氢在
金属金格间隙中占有位置的几何模型进行了量子 化学计算研究 。Ono 等假设在 LaN i5 H3 形成时 H 原子主要占据靠近基平面 (12n位 ) ,构造了 12n位 两种模型 ,研究了 LaN i5 - H2 体系 。 Tatsum i等研 究了 LaN i5 - H 固溶体的原子结构和热力学性质 , 计算得出 : 12n位的能量最低 ,其次为 6m 位 。Hec2 to r等比较了 LaN i5 H3 和 LaN i5 H7 的计算结果 ,得 知 H 原子首先排布在晶体中上层的间隙 ,并且优 先占据 12n和 6m 位 。此外 ,人们运用从头算法和 密度泛函理论 (DFT) 等方法对 LaN i5 - H2 体系的 化学键 、电子结构 、电极特性以及成键特征等方面 进行了研究 。
为了理解 L i - N 储氢体系的储氢机理 ,为替代 和添加催 化剂 研究 提 供 理 论 依 据 , 人 们 对 L iH、 L i3 N、L iNH2 和 L i2 NH 的电子结构计算也进行了许 多研究 , Bonacic - Koutecky等用从头算 C I方法计 算了 L inH ( n = 1～7)和 L inH2 ( n = 2～6)及其阳离 子团簇的电子结构和几何结构 ,得到了其稳定结 构和电离势 ,预言了它们的性能 。Bertolus等引用 DFT和势模型两种方法研究了 L inHn和 L in + 1Hn
制与金属未占据的 d轨道有关 。铍和镁没有可利 用的 d轨道 ,因此与 C60的相互作用很弱 。其次 , 钙 、锶与 C60间的电荷转移在表面附近产生一个强 电场 ,能够极化氢分子 ,使得氢分子的吸附能力分 别达到 0. 4eV /H2 和 0. 2eV /H2 ,非常适于实际应 用 。第三 ,在 Ca32 C60上可吸附至少 92 个氢分子 , 由于钙质量较氢 ,最后的储氢质量分数达到 8. 04%。综合以上 3个因素 ,他们认为钙优于以前 研究的所有覆盖在 C60表面上的金属 。他们还利 用第一性原理研究了 Ti覆盖的富勒烯的储氢性 质。
0 引言
储氢材料的研究是当前能源材料研究的一个 热点项目 。大量文献检索和调研表明 ,国内外对 储氢材料的研究 ,在储氢合金 、络合物 、碳材料及 玻璃微球等材料的实验方面有很多报道 ,期望研 究出具有储氢量大 、吸放氢可逆 、有较低的解吸附 温度和较高的解吸附动力学 、成本低 、生命周期长 等性质的储氢材料 。与此同时 ,人们也开始运用 量子力学和分子模拟等理论方法从微观上探讨储 氢材料的结构与性质 。对于镧基 、镁基以及 L i - N
为了了解掺杂的过渡金属对镁基储氢材料的 作用 ,人们对掺杂体系进行了密度泛函理论 (DFT) 计算 ,然而这些计算局限于将体相镁原子用过渡 金属替换 ,因而只是考察了掺杂对体相储氢的影 响 。Du等对表面用钛替代了的镁表面上氢气的解 离进行了研究 ,发现表面存在钛原子时 ,氢的解离 能垒降至 0. 1eV。江 涛等通过理论计算详细研究 了镍掺杂的镁 ( 0001)面上氢气的解离过程 ,计算 了解离过程的势能曲线 ,并对氢分子解离过程及 其机理进行了探讨 。
O verv iews of Theoretica l Study on M eta l Hydr ides Storage M a ter ia ls
ZHOU Su - qin (College of L ife Science and Chem ical Engineering, Huaiyin Institute of Technology,
+ ( n = 1～7)以及 L i14 H13 +团簇 ,认为团簇中 L i— H 键是完全的离子键 ,而且团簇的稳定性与离子键 的 数 目 无 关 。 H inchliffe 对 L iNH3 + , L iNH2 , 和
L i2NH 成键特性进行了研究 。 Yoshino等用平面波 赝 势 方 法 对 MXHn ( N aA1H4 , L iA1 H4 , L iBH4 和 L iNH4 , )的最稳定晶体结构进行组成离子的局 部化学键进行研究 ,认为 X和 H 通过共价键形成 XHn离子 ,而 M 和 XHn之间却是通过离子键结合 的 ,电荷是从 M 向 XH 转移 。A rm strong等用从头 算方法在 6 - 31G和 6 - 31G3 3 基组水平上对 L iNH2 , L i3 N , (L iNH2 )和 (L i2 NH ) 2进行研究 ,给出 了不同位置的 L i—N 键 、N —H 键键长 。Novak等 用局域自旋密度近似 LSDA 方法对 3d电子金属替 代 L i3N 的 L i2 [ (L i1 - xM x) N ] (M = Co, N i, Cu)的 电子结构进行了研究 ,认为 M 阳离子均为 + 1价 。 M iwa等利用 DFT的第一性原理计算了 L iNH2的生 成焓等 ,提出如果用电负性更强的元素取代其中 的 L i会使放氢温度降低 。 Zhang等更进一步计算 了用 K和 M g部分取代 L iNH2 中的 L i后物质的能 量 ,提出用 M g取代 L i会降低放氢温度 ,同时还指 出用共价能力更弱的 P元素取代 N 也会降低放氢 温度 。 Gup ta 等用从头算方法研究了 Cu, N i替代 L i对电子结构和第二步反应焓的影响 ,指出 N i替 代更有效 。 Schon等对 L ixNa6 - xN2 ( x = 0, 1,. . . , 6)进行了能量优化 ,并用量子力学方法对最稳定 结构进行了分析 , 认为 x = 2, 4 的结构最稳定。 Sarnthein等用从头算分子动力学方法研究了 L i3 N 固体中的缺陷和 H2 的扩散行为 。
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第 3期 周素芹 : 金属储氢材料理论研究综述 75