结构缺陷对金属氢化物储氢性能影响的理论研究

本项目拟采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理，结合电子密度拓扑分析方法，研究金属氢化物的结构缺陷对储氢性能的影响。通过金属氢化物储氢材料的模拟计算，得到态密度、电子密度分布、原子之间的成键作用、体系的能量变化等信息，研究吸/放氢过程的过渡态、反应能垒以及与温度、压力的关系，阐明吸氢和放氢过程的微观机制。探讨掺杂引起的体相结构变化，如结构缺陷的产生、类型和结构，以及缺陷对H原子在体相的扩散迁移的影响，揭示掺杂或催化作用对吸/放氢动力学的影响规律，探索金属氢化物储氢材料结构和组份设计中的基本规律和储氢机制中的基本科学问题，以期能预测新型储氢材料的结构和性质，为新型储氢材料的设计提供理论依据和支撑。

本项目采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理，结合电子密度拓扑分析方法，研究了Mg(AlH4)2和LiBH4•NH3等金属氢化物的结构和成键特性，以及掺杂和结构缺陷对储氢性能的影响。从电子态密度、电子密度分布、原子之间的成键作用、体系的能量变化等角度，研究了氢化物体相和表面吸/放氢过程和扩散能垒，阐明了吸氢和放氢的微观机制。探讨了掺杂引起的体相结构变化，如结构缺陷的产生、类型和结构，以及缺陷对H原子在体相和表面的扩散迁移的影响，揭示了掺杂或催化作用对吸/放氢动力学的影响。预测了几种新型过渡金属掺杂的储氢材料的结构和性质，为新型储氢材料的设计提供了理论依据和支撑。