Sc和Y功能化[1,1]对环芳烷的可逆储氢容量：基于密度泛函研究的见解
化学物理
2022-03-01 v1
摘要
本工作利用色散修正的密度泛函理论计算，报道了Sc和Y功能化[1,1]对环芳烷的储氢与释放容量。Sc和Y原子与[1,1]对环芳烷的苯环强结合。每个功能化于[1,1]对环芳烷上的Sc和Y原子通过Kubas相互作用最多吸附6个H2分子，分别达到最高质量密度8.22 wt%和6.33 wt%。计算所得的平均氢吸附能（0.36 eV）低于化学吸附但高于物理吸附过程。动力学稳定性通过HOMO-LUMO能隙和不同的全局反应描述符得以验证。ADMP分子动力学模拟揭示了吸附的H2分子在充分高于室温时的可逆性以及主体材料在500 K下的稳固性。Sc和Y修饰体系在1 atm压力下的平均范特霍夫脱附温度分别计算为439 K和412 K。估计的热力学可用氢容量分别为5.92 wt%和5.87 wt%的氢，满足了美国能源部（US-DOE）的氢能源标准（至2025年）。因此，我们认为Sc和Y功能化[1,1]对环芳烷可被视为在环境条件下热力学可行且具有潜力的可逆储氢材料。
引用
@article{arxiv.2202.13362,
title = {Reversible hydrogen storage capacity of Sc and Y functionalized [1,1]paracyclophane: Insights from density functional study},
author = {Rakesh K. Sahoo and P. Kour and Sridhar Sahu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.13362},
year = {2022}
}