多孔材料储氢的合理掺杂策略：以碳纳米管为例
材料科学
2023-12-08 v1
摘要
识别适合储氢的纳米结构为安全且经济地利用氢作为绿色能源提供了有前景的途径。本研究引入了一种系统方法，用于选择多孔材料的最佳掺杂，强调了掺杂与材料结构之间以及掺杂与氢之间相互作用的复杂关系。我们提出的方法作为评估和预测掺杂材料性能的框架。为了验证我们策略的有效性，我们在碳纳米管（CNTs）中进行了全面研究。应用我们的标准，我们系统地筛选了CNTs中的几种掺杂剂。结果突出显示Cu掺杂的CNTs是储氢应用的有前景候选者。聚焦于Cu掺杂的CNTs，我们分析了结合能、电荷转移、部分态密度（PDOS）和解吸温度，以评估改性CNTs的性能。此外，我们探索了具有不同尺寸铜簇的掺杂CNTs的可行性及其对释放温度（即完全再生）的影响。结果表明，在CNT表面掺入5%至6%的铜杂质使这些纳米结构在接近环境条件下可逆储氢具有高度适用性。
引用
@article{arxiv.2312.04285,
title = {Rational Doping Strategy of Porous Materials for Hydrogen Storage: CNTs study case},
author = {Shima Rezaie and Azahara Luna-Triguero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.04285},
year = {2023}
}