新型 A2CrH6 (A = Ca, Sr, Ba) hydride 研究：基于 first-principles 计算的氢储存应用
材料科学
2025-10-28 v1
摘要
本文对 A2CrH6 (其中 A = Ba, Sr, Ca) hydride 钙钛矿结构进行理论研究，采用 Cambridge Serial Total Energy Package (CASTEP)。研究包括结构、氢储存、机械、声子、热力学、电子和光学性质。所研究化合物的晶格常数范围为 7.220 Å 到 8.082 Å，表现出稳定的立方晶体结构。形成能为负，弹性常数、声子色散和 AIMD 模拟分别检验了其热力学、机械、动力学和热力学稳定性。对于 Ba2CrH6、Sr2CrH6 和 Ca2CrH6，分别对应的比氢储存容量为 1.82 wt.%, 2.69 wt.%, 和 4.37 wt.%。其中，Sr2CrH6 exhibits 最低适用的氢脱附温度，为 463.7 K。电子能带显示出显著的自旋活性，表明 A2+ 阳离子 (A = Ca, Sr, Ba) 的变化会立即影响 hydride 钙钛矿的自旋极化和电子行为。基于所研究的弹性模量，机械行为表明 Ca2CrH6 是最坚硬的材料。本结果突显了 A2CrH6 (A = Ca, Sr, Ba) 钙钛矿 hydride 在先进能源系统和氢储存、以及电气和光电器件中的潜在应用前景，尤其是 Ca2CrH6。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.22749,
title = {Novel A2CrH6 (A = Ca, Sr, Ba) hydrides explored by first-principles calculations for hydrogen storage applications},
author = {Zakaria El Fatouaki and El Mustapha Hrida and Abderahhim Jabar and Abdellah Tahiri and Mohamed Idiri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.22749},
year = {2025}
}
备注
40 pages, 12 figures, 7 tables. Submitted to International Journal of Hydrogen Energy