金属硼氢化物和氨硼烷的第一原理结构与性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘超仁 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王平 ; 胡青苗 |
| 关键词 | 储氢材料 第一原理 硼氢化物 氨硼烷 Hydrogen storage material first principle calculations borohydride ammonia borane |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | "高效储氢被公认为氢能产业化进程中的“瓶颈”环节。近年来，富氢含硼材料日渐成为储氢材料领域突出的研究热点。本工作采用基于密度泛函理论的第一原理方法，研究了数种金属硼氢化物的晶体结构与热力学性质，以及氨硼烷（NH3BH3）的低温及室温结构。 金属硼氢化物大多具有高储氢密度，但放氢温度过高或过低、反应可逆性差等问题严重制约其实际储氢应用。本工作计算研究了LiMg(BH4)3、NaZn2(BH4)5、LiZn2(BH4)5等双阳离子硼氢化物的晶体结构与热力学性质。研究结果表明，LiMg(BH4)3放氢反应焓变为55.8 KJ/molH2，是一种热力学性质优异的新型高容量储氢材料。LiZn2(BH4)5和NaZn2(BH4)5的放氢反应焓变分别为27.6与23.0 KJ/molH2，材料热稳定性显著优于Zn(BH4)2。该部分结果从理论计算角度说明，双金属阳离子组合是调控硼氢化物热力学性质的有效手段。 NH3BH3具有高达19.6 wt%的质量氢密度，是最具代表性的化学氢化物。文献结果表明，NH3BH3于~225K发生正交®四方结构转变；其低温正交相结构已基本确定，而室温四方相结构尚存在争议。作为放氢机制研究的基础，解析NH3BH3的室温相结构具有重要意义。本文采用第一性原理平面波赝势方法研究了两种氨硼烷结构（低温相Pmn21、室温相P42cm）的晶格参数、电子结构与动力学性质。计算结果表明，Pmn21结构的能量低于P42cm结构，符合实验观测结果；Pmn21到P42cm相变所引起的结构变化主要体现为NH3BH3分子间双氢键键长显著增加，而分子内部化学键键长变化不大。 上述研究结果对于丰富和发展金属硼氢化物和氨硼烷的储氢基础理论具有一定的意义，同时也将为开展相关材料的实验研究提供借鉴和指导。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64386]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘超仁. 金属硼氢化物和氨硼烷的第一原理结构与性能研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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