三明治结构graphene-2Li-graphene的储氢性能

• 作者: 周晓锋 唐春梅 方浩宇
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 石墨烯 Li 电子性质 储氢 密度泛函理论
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 73-81
• 页数: 9页
• 字数: 4877字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20181497

摘要

本文使用密度泛函理论中的广义梯度近似对扩展三明治结构graphene-2Li-graphene的几何结构、电子性质和储氢性能进行计算研究. 计算得知: 位于单层石墨烯中六元环面心位上方的单个Li原子与基底之间的结合能最大(1.19 eV), 但小于固体Li的实验内聚能(1.63 eV), 然而, 在双层石墨烯之间的单个Li原子与基底的结合能增加到3.41 eV, 远大于固体Li的实验内聚能, 因此位于双层石墨烯之间的多个Li原子不会成簇,有利于进一步储氢. 扩展三明治结构graphene-2Li-graphene中每个Li原子最多可以吸附3个H2分子, 储氢密度高达10.20 wt.%, 超过美国能源部制定的5.5 wt.%的目标. 该体系对1—3 个H2分子的平均吸附能分别为0.37, 0.17和0.12 eV, 介于物理吸附和化学吸附(0.1—0.8 eV)之间, 因此该体系可以实现常温常压下对H2的可逆吸附. 通过对态密度分析可知, 每个Li原子主要通过电场极化作用吸附多个H2分子. 动力学和巨配分函数计算表明graphene-2Li-graphene结构对H2分子具有良好的可逆吸附性能. 该研究可以为开发良好的储氢材料提供一个好的研究思路, 为实验工作提供理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	唐春梅	河海大学理学院	18	22	3.0	3.0
2	周晓锋	河海大学理学院	2	0	0.0	0.0
3	方浩宇	河海大学理学院	1	0	0.0	0.0