Sc对镁基储氢材料吸放氢动力学影响

来源期刊：稀土2016年第3期

论文作者：腊明 陈昌东 程昊

文章页码：90 - 95

关键词：Sc;密度泛函理论;镁基储氢材料;氢气;能量势垒;

摘    要：用基于密度泛函理论的第一性原理,对Sc作为催化剂对氢气在Mg(0001)表面解离和扩散性能进行了研究。首先,对Sc原子在Mg(0001)表面的稳定吸附和替代位置进行了研究,结果表明,Sc原子将替代在表面的第二层稳定。接下来有对氢气在Sc替代在第二层的Mg(0001)表面解离和扩散性能进行了研究。结果显示由于Sc的存在,氢气在其表面的解离势垒下降至0.57 e V,氢原子在其表面扩散的势垒降低至0.11 e V,利用分波态密度分析得出Sc原子d轨道上的电子对氢气在Mg表面解离起到了促进的作用;更重要的是,氢原子在Sc原子上方的hcp位向Mg内部扩散的势垒由0.69 e V下降至0.26 e V。大幅度降低氢原子向Mg内部扩散的阻力,也为氢原子向Mg内部扩散提供了更多的通道。Sc有效提高了镁基储氢材料的吸放氢动力学性能,是改善镁基储氢材料的动力学性能很好的催化剂。