描绘性能与美国能源部储氢目标之间的差距：MgH2脱氢的数据驱动模型
材料科学
2024-04-30 v2 化学物理
摘要
开发固态储氢材料比以往任何时候都更加紧迫，这需要全面理解固态氢化物的脱氢化学。过渡态搜索和动力学计算对于理解和设计高性能固态储氢材料至关重要，可以填补当前实验技术无法测量的知识空白。然而，这些过程的从头算分析计算成本高且耗时。迫切需要寻找描述符来准确预测能垒，以加速储氢材料性能的预测并识别该领域的机遇和挑战。在此，我们基于Mg-H键的晶体哈密顿布居轨道与原子氢之间的距离，开发了一个数据驱动模型来描述和预测典型固态储氢材料氢化镁（MgH2）的脱氢势垒。通过推导距离能量比，该模型阐明了反应动力学的关键化学。该模型中的所有参数都可以直接计算，计算成本远低于传统的过渡态搜索，从而可以高效预测储氢材料的脱氢性能。最后，我们发现该模型与迄今为止报道的典型实验测量结果高度一致，并为如何推动MgH2的性能更接近美国能源部（US-DOE）设定的目标提供了清晰的设计指南。
引用
@article{arxiv.2404.10249,
title = {Picturing the Gap Between the Performance and US-DOE's Hydrogen Storage Target: A Data-Driven Model for MgH2 Dehydrogenation},
author = {Chaoqun Li and Weijie Yang and Hao Liu and Xinyuan Liu and Xiujing Xing and Zhengyang Gao and Shuai Dong and Hao Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.10249},
year = {2024}
}