从团簇角度对Laves相合金储氢机制的研究

寻找具有高储氢量和优异吸放氢特性的储氢材料是氢能开发利用的关键问题之一。金属间化合物是目前较好的储氢介质，其存储和吸放氢的能力取决于微观原子和电子结构。通过考察一些典型储氢合金的晶体结构，发现其中普遍存在密堆的局域团簇结构，可以用"基元团簇+胶粘原子"的结构模型来描述。基元团簇的结构和电子性质存在着某些共性，很可能是材料具备储氢特性的内在原因。借鉴团簇物理的研究思路，我们将从局域团簇角度出发，采用第一性原理方法，考察具有Laves相密堆结构AB2型储氢合金的储氢行为，特别氢原子与基元团簇、胶粘原子之间的相互作用；以及氢原子在团簇内外、团簇之间的扩散行为。从二元合金出发，在局域团簇结构层面引进第三组元，研究多组元合金化对储氢特性的影响。根据理论预言，我们还将在实验上合成部分储氢合金，进行微结构表征，测量其储氢特性。从理论和实验两方面共同加深对合金储氢机制的认识。