锆修饰的γ-石墨炔上的高容量储氢：系统的第一性原理研究
材料科学
2023-12-29 v1
摘要
在这项工作中，我们采用密度泛函理论（DFT）研究了Zr修饰的γ-石墨炔单层的储氢性能，用于绿色能源存储。我们预测，修饰在石墨炔片（二维）上的每个Zr原子最多可吸附七个H分子，平均吸附能为-0.44 eV/H，导致氢重量密度为7.95 wt%，解吸温度为574 K，特别适用于燃料电池应用。由于从Zr到石墨炔片的电荷转移，修饰的Zr原子牢固地附着在石墨炔上。氢分子通过Kubas型相互作用吸附在Zr修饰的石墨炔上。Zr修饰位置与其相邻孔之间的4.05 eV扩散能垒可能避免金属-金属（Zr-Zr）聚集。通过进行室温及估计平均解吸温度下的从头算分子动力学模拟，证实了Zr+γ-石墨炔的稳定性。因此，我们的计算表明，Zr功能化的γ-石墨炔可能是一种有前景的固态储氢材料。
引用
@article{arxiv.2312.16440,
title = {High Capacity Hydrogen Storage on Zirconium decorated {\gamma}-graphyne: A systematic first-principles study},
author = {Mukesh Singh and Alok Shukla and Brahmananda Chakraborty},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.16440},
year = {2023}
}
备注
24 pages, 11 figures