MgHn+(n=0,1)分子及分子离子的结构与性质研究

使用高水平从头算CCSD(T)方法和aug-cc-pVTZ基函数分别对MgH分子和MgH 分子离子进行几何优化计算,得到基态电子状态分别为X2Σ和X1Σ,基态势能函数可用Murrell-Sorbie函数表达,并计算得到相应的力常数与光谱数据以及MgH分子的垂直电离势.     

MgH2-V体系解氢能力的第一原理计算

基于MgH₂-5%(原子数分数)V机械合金化检测到VH_0.81/MgH₂相界的实验结果, 构建了一个VH/MgH₂相界模型, 然后采用第一原理赝势平面波方法, 研究了V对MgH₂解氢能力的影响及其电子作用机制. 结果显示: 合金化后形成的VH/MgH₂相界比MgH₂相的结构稳定性差, 表明VH相的存在能改善MgH₂相的解氢能力. 电子态密度(DOS)和电子密度图的分析发现: V对MgH₂相解氢能力的增强主要源于V诱导VH/MgH₂相界Fermi能级E_F处电子密度N(E_F)的增加和E_F附近HOMO-LUMO能隙ΔE_H-L的消失, V对MgH₂解氢动力学的催化作用可归因于V-H间电子相互作用比Mg-H间强, α-Mg形核在MgH₂-V体系的VH/MgH₂相界中比在MgH₂相中容易.     

MgH_2的结构与热力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法计算了四角形MgH2的电子结构,通过准谐德拜模型研究了MgH2在压强为0～100 GPa,温度为0～600 K范围内的热力学性质。研究得到了MgH2零温零压下的平衡体积V、晶格常数、带隙,以及体弹模量B0、摩尔定压热容Cp,m、熵S、德拜温度Θ、体膨胀系数α随温度和压强的变化关系。     

Recent advances in additive-enhanced magnesium hydride for hydrogen storage

The discovery of new hydrogen storage materials has greatly driven the entire hydrogen storage technology forward in the past decades. Magnesium hydride, which has a high hydrogen capacity and low cost, has been considered as one of the most promising candidates for hydrogen storage. Unfortunately, extensive efforts are still needed to better improve its hydrogen storage performance, since MgH2 suffers from high operation temperature, poor dehydrogenation kinetic, and unsatisfactory thermal management. In this paper, we present an overview of recent progress in improving the hydrogenation/de-hydrogenation performance of MgH2, with special emphases on the additive-enhanced MgH2 composites. Other widely used strategies (e. g. alloying, nanoscaling, nanoconfinement) in tuning the kinetics and thermodynamics of MgH2 are also presented. A realistic perspective regarding to the challenges and opportunities for further researches in MgH2 is proposed.     

MgH2的结构与热力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法计算了四角形MgH2的电子结构,通过准谐德拜模型研究了MgH2在压强为0～100 GPa,温度为0～600 K范围内的热力学性质。研究得到了MgH2零温零压下的平衡体积V、晶格常数、带隙,以及体弹模量B0、摩尔定压热容Cp,m、熵S、德拜温度Θ、体膨胀系数α随温度和压强的变化关系。     

MgH和MgD分子的结构与势能函数

运用第一性原理,分别使用CCSD(T)和QCISD(T)方法及6-311++G(3df,2pd)基组,经优化计算得到了MgH分子基态(X2∑+)的平衡结构和离解能,然后采用Murrell-Sorbie函数及修正的Murrell-Sorbie函数进行非线性最小二乘法拟合得到势能函数的解析形式,并计算了MgH及MgD基态的光谱常数.计算结果表明,用修正的Murrell-Sorbie函数计算所得的光谱常数(ωe,ωeXe,Be,eα)与实验数据吻合很好     

MgH分子X2∑+,A2∏电子态的势能函数

利用QCISD(T)、SAC-CI方法,使用cc-PVQZ,aug-cc-PVTZ,6-311++g及6-311++G(3df, 2pd)基组, 对MgH分子的基态X2∑+、第一简并激发态A2∏平衡结构进行优化计算.通过对四个基组计算结果进行比较,得出6-311++G(3df,2pd)基组为最优基组.使用6-311++G(3df,2pd)基组和QCISD(T)方法对基态X2∑+,SAC-CI的GSUM(group sum of operators)方法对激发态A2∏进行单点能扫描计算,然后采用Murrel