研究新型储氢材料中氢渗透的计算工作流
材料科学
2023-12-12 v1
摘要
美国能源部为车载轻型汽车设定了到2027年实现的储氢材料宏伟目标。固态储氢材料的主要问题之一是缓慢的吸放氢动力学。大量关注集中在理解动力学上。氢固态扩散是大多数金属氢化物的速率控制步骤。本文讨论可用于估算氢扩散率的计算工作流。对氢化镍（NiH）面心立方材料进行了氢浓度、氢邻居的详细研究，以了解它们对氢扩散的影响。使用微动弹性带（NEB）方法确定不同氢浓度下存在氢邻居时的氢扩散势垒。计算了数百万种不同局部化学环境配置的氢跳跃能垒。确定了氢从一个八面体位点跳跃到相邻空八面体位点的两条路径：一条是直线，另一条是通过四面体位点的弯曲路径。弯曲路径的扩散比直线路径更快。研究表明，在较高氢浓度下氢扩散更快，因为伴随的体积膨胀降低了能垒。
引用
@article{arxiv.2312.05512,
title = {Computational workflow for investigating hydrogen permeation in novel hydrogen storage materials},
author = {Sourabh Singha and Abhijit Chatterjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.05512},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 6 figures, 9th International Conference on Advances in Energy Research (ICAER)