增强$3d$过渡金属掺杂$Mg_4$团簇对分子氢吸附能力：一项DFT研究

密度泛函理论$(DFT)$研究表明，将$3d TM$原子掺杂入$Mg_4^{0,+} (TMMg_3^{0,+})$可改变裸$Mg_4^{0,+}$上分子氢吸附的吸热性质。$H_2$在$TMMg_3^{0,+}$团簇上的吸附取决于$TM(3d)$轨道对团簇前沿分子轨道的贡献。在$H_2TMMg_3^{0,+}$配合物中，$H_2$通过电子电荷的给予与反馈给予与$TMMg_3^{0,+}$团簇发生吸附。$H_2$结合能在中性与阳离子$TMMg_3$团簇中分别以$NiMg_3$（-0.76 eV）和$FeMg_3^+$（-0.48 eV）为最大。氢吸附配合物的几何结构完全取决于宿主团簇的几何结构。$NiMg_3$与$FeMg_3^+$团簇的最低能量对称结构在吸附多个氢分子时效率低于某些能量略高的低对称几何异构体（分别为13.28 $H_2$ $wt\%$ 与 7.89 $H_2$ $wt\%$）。$TM^{0,+}$更大的暴露量及其较低的Mg配位数使宿主团簇更适于储氢。