评估密度泛函在储氢应用中预测势能曲线的性能
化学物理
2021-02-08 v1
摘要
具备精确的计算工具用于建模与模拟，对于加速发现能在给定压力摆幅与温度参数下储存氢气（H2）的材料至关重要。此前，我们编制了 H2Bind275 数据集（包含平衡几何结构），并评估了 55 个密度泛函在该数据集上的性能（Veccham, S. P.; Head-Gordon, M. J. Chem. Theory Comput., 2020, 16, 4963--4982）。由于计算工具准确模拟完整势能曲线（PEC）除平衡几何外同样关键，我们将该数据集扩展 389 个新数据点，沿 78 条 H2 结合的 PEC 纳入两个压缩与三个拉伸几何，形成 H2Bind78x7 数据集。在显著更大且更全面的 H2Bind78x7 数据集上评估 55 个密度泛函的性能后，我们确定了在 H2 结合应用中表现最佳的密度泛函：PBE0-DH、B97X-V、B97M-V 和 DSD-PBEPBE-D3(BJ)。加入 Hartree Fock 交换提升了密度泛函性能，尽管在整条 PEC 上并不均匀。我们推荐使用 wB97X-V 和 wB97M-V 密度泛函，因其在几何与能量上均表现良好。此外，我们还确定 B97M-V 和 B97M-rV 为在平衡几何预测 H2 结合能的最佳半局域密度泛函。
引用
@article{arxiv.2102.02836,
title = {Assessment of the Performance of Density Functionals for Predicting Potential Energy Curves in Hydrogen Storage Applications},
author = {Srimukh Prasad Veccham and Martin Head-Gordon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.02836},
year = {2021}
}