Sc和Y共掺杂对镁基储氢材料性能的影响

刘丹丹¹，程昊²，陈昌东¹，腊明¹

1. 平顶山学院化学化工学院2. 广西科技大学生物与化学工程学院

摘 要：对氢气分子在Sc和Y共掺杂的Mg(0001)面的解离情况进行了系统的研究,采用的研究法是利用基于密度泛函理论的第一性原理计算。对Sc原子和Y原子共同掺杂在Mg(0001)表面的稳定替代位置进行了研究,发现Sc原子和Y原子将选择共同停留在第一层并且是相邻的位置时最稳定。氢气分子在由Sc和Y共同掺杂的Mg(0001)表面解离时,其解离势垒被降低至0.05 eV。利用分波态密度分析了氢气分子在其表面分解的过渡态时的电子分布,通过分析发现,Sc原子及Y原子的d带电子与H原子的s带电子发生了明显的作用,其中Sc原子的d带电子的贡献起主要作用。研究表明,Sc和Y共同掺杂可以有效提高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。

关键词：Sc;Y;共掺杂;Mg(0001)表面;密度泛函理论;