石墨炔层上氢物理吸附的第一性原理研究
化学物理
2015-10-06 v1
摘要
石墨炔是源自石墨烯的二维多孔结构，具有三角形且规则分布的亚纳米孔隙，可用于容纳小型气体物种。在MP2C理论水平上获得了分子氢（H2）在石墨烯、石墨二炔和石墨三炔分子原型上的第一性原理吸附能。首先，研究单层发现石墨炔比石墨烯更适合H2物理吸附，因为它们在更靠近二维平面的平衡距离处提供更大的结合能。特别是，对于石墨三炔，确定了位于孔隙几何中心的正极小值。随后提出了一种由石墨三炔堆叠片组成的新颖石墨，并在DFT理论水平上获得了其3D排列的估算。与原始石墨不同，这种新碳材料利用其纳米孔隙提供的更大体积，允许H2插层和外平面扩散。相关的插层和孔内吸附的H2结合能约为0.1 eV，并可能带来高存储容量。所提出的基于碳的层状材料可代表一种比基于低温液化和/或高压缩的传统方案更安全且潜在更便宜的车载储氢替代方案。
引用
@article{arxiv.1510.01112,
title = {First Principles Investigation of Hydrogen Physical Adsorption on Graphynes' layers},
author = {Massimiliano Bartolomei and Estela Carmona-Novillo and Giacomo Giorgi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.01112},
year = {2015}
}