三明治结构graphene-2Li-graphene的储氢性能

论文摘要

本文使用密度泛函理论中的广义梯度近似对扩展三明治结构graphene-2Li-graphene的几何结构、电子性质和储氢性能进行计算研究.计算得知:位于单层石墨烯中六元环面心位上方的单个Li原子与基底之间的结合能最大（1.19 eV）,但小于固体Li的实验内聚能（1.63 eV）,然而,在双层石墨烯之间的单个Li原子与基底的结合能增加到3.41 eV,远大于固体Li的实验内聚能,因此位于双层石墨烯之间的多个Li原子不会成簇,有利于进一步储氢.扩展三明治结构graphene-2Li-graphene中每个Li原子最多可以吸附3个H2分子,储氢密度高达10.20 wt.%,超过美国能源部制定的5.5 wt.%的目标.该体系对1—3个H2分子的平均吸附能分别为0.37,0.17和0.12 eV,介于物理吸附和化学吸附（0.1—0.8 eV）之间,因此该体系可以实现常温常压下对H2的可逆吸附.通过对态密度分析可知,每个Li原子主要通过电场极化作用吸附多个H2分子.动力学和巨配分函数计算表明graphene-2Li-graphene结构对H2分子具有良好的可逆吸附性能.该研究可以为开发良好的储氢材料提供一个好的研究思路,为实验工作提供理论依据.

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周晓锋,方浩宇,唐春梅

关键词: 石墨烯,电子性质,储氢,密度泛函理论

来源: 物理学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,材料科学

单位: 河海大学理学院

基金: 中央高校基本科研业务费(批准号:2016B01914,2018B19414),水利科技创新项目(批准号:2015087),江苏省自然科学基金(批准号:BK20161501),江苏省六大人才高峰项目(批准号:2015-XCL-010)资助的课题~~

分类号: O613.71;TB383.1

页码: 79-87

总页数: 9

文件大小: 1582K

下载量: 100

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