本项目采用基于密度泛函的第一性原理和电子密度拓扑分析方法,研究了镁基储氢合金、金属取代合金及其氢化物的电子结构和成键特性。通过对Mg2Ni本体合金、金属取代合金Mg12?xMxNi6 (M = Al, Ag, Pd, B)、Mg12Ni6-xMx(M=Pd, Cr, Mn, Fe, Co, Cu ,Ti)及其氢化物Mg16-xMxNi8H32、Mg12?xMxNi6 H2、Mg12Ni6-xMxH2等晶体结构的计算,得到体系的总能量、态密度分布、原子间的成键特性、电荷分布、H原子在合金中的位置以及氢与金属原子的成键作用等信息,探讨了取代元素对合金结构和吸/放氢性质的影响,探索镁基储氢材料组份设计中的基本规律和储氢机制中的基本科学问题。研究发现,有些金属取代(如Al, Ag, Ti, Cu等)可以改变氢化物中原子间的成键作用,降低氢化物的稳定性,有利于降低放氢温度。因此,取代/掺杂是改善镁基储氢合金吸/放氢性能的有效手段之一。本课题的研究加深了新型储氢材料结构和性能的理解,为新型储氢材料的设计提供了理论依据。
英文主题词Mg2Ni; hydrogen storage alloy; substitution effect; hydrogen storage machanism; first-principles