硼氢化锂分解的机制

我们报告了关于潜在储氢材料硼氢化锂（LiBH$_{4}$）中本征缺陷的第一性原理密度泛函理论研究。基于对锂、硼和氢相关缺陷的结构、能量学及迁移的详细分析，我们提出了一种具体的 LiBH$_{4}$ 分解和脱氢机制，该机制涉及由本征缺陷介导的质量传输。在此机制中，LiBH$_{4}$ 在表面或界面释放硼烷（BH$_{3}$），在材料中留下带负电的间隙氢原子（H$_{i}^{-}$），后者随后充当 LiH 形成的成核位点。H$_{i}^{-}$ 在体相 LiBH$_{4}$ 中的扩散是分解动力学的速率限制步骤。锂空位和间隙锂具有较低的形成能且高度可移动。这些缺陷负责在其他带电缺陷沿材料迁移时维持局部电荷中性，并协助 LiH 的形成。鉴于此机制，我们讨论了金属添加剂对氢解吸动力学的影响。