碱金属修饰的多孔石墨烯的储氢性能

摘要：

基于第一性原理深入研究了碱金属原子(Li,Na,K)修饰的多孔石墨烯(PG)体系的储氢性能,并且通过从头算分子动力学模拟了温度对Li-PG吸附的H2分子稳定性的影响.研究结果表明,PG结构的碳环中心是碱金属原子最稳定的吸附位置,PG单胞最多可以吸附4个碱金属原子,Li原子被束缚最强,金属原子间无团聚的倾向;H2分子通过极化机制吸附在碱金属修饰的PG结构上,每个金属原子周围最多可以稳定地吸附3个H2分子;Li-PG对H2分子的吸附最强(平均吸附能为–0.246 eV/H2),Na-PG对H2分子的吸附较弱(平均吸附能为–0.129 eV/H2),K-PG对H2分子的吸附最弱(平均吸附能为–0.056 eV/H2),不适合用做储氢材料;在不考虑外界压强且温度为300 K的情况下,Li-PG结构可稳定地吸附9个H2分子,储氢量为9.25 wt.％;在400 K时,有7个吸附H2分子脱离Li-PG的束缚,在600—700 K的范围内,吸附H2分子全部脱离了Li-PG体系的束缚.

关键词：多孔石墨烯、储氢、第一性原理、分子动力学

所属期刊栏目：69

资助基金：甘肃省自然科学基金;国家自然科学基金;兰州理工大学博士基金;兰州理工大学红柳一流学科建设项目资助的课题

在线出版日期：2020-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：267-275