利用碳原子链实现高容量储氢：端基的作用
介观与纳米尺度物理
2010-07-23 v2 原子与分子团簇
摘要
本文使用第一性原理密度泛函理论计算研究了具有不同端基的碳原子链的储氢容量。与 H2 在氢端基链上的物理吸附不同，我们表明两个 Li (Na) 原子分别封端碳链的两端可以束缚十个 H2 分子，其结合能适合室温存储。Li 2p 态与 H2 sigma 轨道的杂化对 H2 的吸附有贡献。然而，H2 分子在 Na 上的结合机制仅源于带电 Na 原子与 H2 之间的极化相互作用。此外，由于 Li 2s2p (Na 3s) 与 C 2p 态之间的电荷转移，额外的 H2 分子可以束缚在链端的碳原子上。重要的是，这些孤立金属封端链的二聚化不会显著影响氢结合能。此外，单根链可以通过在 C60 团簇上的端基化而被有效稳定。在 Li 包覆的 C60-Cn-C60 (n = 5, 8) 上氢吸附量大于 10 wt % 的情况下，Li12C60-Cn-Li12C60 络合物在不减少每个 Li 吸附的 H2 分子数的前提下，可以作为比 (Li12C60)2 二聚体更好的聚合物构建单元。这些发现提出了一条基于端基化 sp 碳链设计团簇组装储氢材料的新途径。
引用
@article{arxiv.1007.2967,
title = {Realization of high-capacity hydrogen storage using carbon atomic chains: the role of terminations},
author = {Chun-Sheng Liu and Hui An and Zhi Zeng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.2967},
year = {2010}
}
备注
19 pages, 8 figures