Na^+修饰Si_5^(-6)团簇的结构及其储氢性能

本文采用密度泛函理论(DFT)研究Na_7Si^+_5阳离子团簇的结构及其储氢性能。结果表明,氢分子在一价碱金属Na^+阳离子修饰的负六价阴离子Si【math110z】团簇结构中发生表面吸附,每个Na^+都可以吸附四个氢分子,并且氢分子具有比较合适的吸附能。较高的储氢密度和合适的氢吸附能表明Na^+阳离子修饰Si【math111z】阴离子团簇在常温常压条件下可以作为氢气的存储媒介。

Ca掺杂Si团簇的几何结构和电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-311+G(d,p)基组水平,对CaSi_n(n=1~10)的结构进行优化,得出各个尺寸下团簇处于最低能量的结构模型,并对其稳定性等物理化学性质进行理论研究,表明CaSi_2、CaSi_5和CaSi_9为幻数团簇.

SiLi5+团簇的结构及储氢性能理论研究

SiLi 5+团簇由于具有高稳定特性,并且SiLi 5+可以最多有效绑定15个氢分子,其理论质量储氢密度达到了32.3 wt%.在B3LYP理论水平上,氢分子与SiLi 5+相互作用过程中的平均氢吸附能在1.36~2.62 kcal·mol^-1之间,从平均氢吸附能看,此系统满足可逆吸氢反应的热力学要求,可以作为理想储氢材料的候选物.

GeLi_6^(2+)团簇的结构及储氢性能研究

利用密度泛函B3LYP理论在6-311+G(d,p)基组水平上研究四价锗负离子经过6个一价锂正离子修饰后的结构和电子特征,并计算了H2分子在其表面的吸附行为,进而研究其储氢性能。结果表明,由6个Li离子修饰锗离子形成GeLi_6^(2+)团簇结构具有较高的动力学稳定性。GeLi_6^(2+)团簇表面最多能够有效吸附18个氢分子,其质量密度为24.10wt%。H2分子与GeLi_6^(2+)团簇的相互作用能量范围为2.14～4.004k Cal.mol-1。储氢性能研究表明GeLi_6^(2+)团簇在储氢领域有望具有良好的应用前景。

外电场下SDB基本单元的氢氚取代的热力学研究

采用密度泛函B3P86方法在6-311G基组水平上对聚苯乙烯-二乙烯基苯(Polystyrene-Divinylbenzene SDB)单元结构分子在外场下的结构进行优化。根据热力学原理,研究了外场下SDB分子的氢氚取代反应的热力学性质,计算得到外场下SDB单元结构氢氚取代反应在不同温度下的标准生成自由能函变、反应平衡常数及氢氚反应的平衡压力比。表明T_2(g)+SDB_((H2))(s)→H_2(g)+SDB_((T2))(s)氢氚取代反应随外场的增加,在反应热力学上有利于正向反应的进行。

CNa_4^(2+)团簇的结构及其储氢性能研究

氢是一种理想的二次能源,它将成为化石燃料最有希望的替代能源之一,也是亟待开发的重要能源。而氢能的储存成本高,危险性大是急需解决的问题。理论上预测CNa_4^(2+)的储氢性能,通过理论分析,发现了每个CNa_4^(2+)团簇最多可与16个H2分子有效结合,获得23.5%的质量储氢密度。在B3LYP理论水平上,H2分子与CNa_4^(2+)团簇的平均相互作用能在2.107～4.948Kcal/mol之间。由于CNa_4^(2+)的质量储氢密度在7.1～23.7wt%之间,符合美国能源部的要求目标(5.5 wt%)。研究结果表明,CNa_4^(2+)在一定环境条件下可逆吸放氢性能良好,可作为潜在的理想高容量储氢材料。