用于室温下快速可逆储氢的高熵氢化物：基于第一性原理计算与实验的束缚能调控
材料科学
2023-01-10 v1
摘要
尽管以固态氢化物形式紧凑且安全地储存氢备受关注，但设计能在接近大气压的室温下可逆且快速储氢的合金仍是一项长期挑战。本研究将第一性原理计算与实验相结合，开发用于室温储氢的高熵合金（HEAs）。设计并合成了具有 Laves 相结构、氢束缚能低至 -0.1 至 -0.15 eV 的 TixZr2-xCrMnFeNi（x = 0.4-1.6）合金。该 HEAs 在室温下以 Laves 相氢化物形式可逆储氢，且（脱）氢压力随锆组分增加而系统性降低，与束缚能计算结果吻合良好。氢化动力学快，氢化过程无需任何活化或催化处理，储氢性能在至少 1000 次循环中保持稳定，且存储容量高于商用 LaNi5。当前发现表明，理论计算与实验相结合是设计高性能新型高熵氢化物用于储氢的一条可行途径。
引用
@article{arxiv.2301.02811,
title = {High-Entropy Hydrides for Fast and Reversible Hydrogen Storage at Room Temperature: Binding-Energy Engineering via First-Principles Calculations and Experiments},
author = {Abbas Mohammadi and Yuji Ikeda and Parisa Edalati and Masaki Mito and Blazej Grabowski and Hai-Wen Li and Kaveh Edalati},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.02811},
year = {2023}
}