6080yy新视觉影院,性欧美xxxxx1819d,小雪被老汉玩得嗷嗷叫

【純計算】IJHE：BC6N單層作為環境溫度和壓力下高效可逆儲氫材料

成果簡介

二維材料的出現使得基于物理吸附的H₂存儲成為傳統儲氫技術的有效替代方案。然而，大多數2D材料需要添加金屬原子或施加電場才能滿足美國能源部(DOE)制定的應用目標。基于密度泛函理論 (DFT)，印度科學教育研究所Sudipta Dutta、Sreejani Karmakar等人對BC₆N單層作為環境溫度和壓力下高效可逆儲氫材料進行了研究。

計算方法

作者采用VASP軟件進行密度泛函理論（DFT）計算，并采用了具有投影增廣波（PAW）勢的平面波基組，以及將截斷能設置為520eV。作者采用含有Perdew–Burke–Ernzerhof（PBE）泛函的廣義梯度近似（GGA）來描述交換關聯作用。

此外，作者使用Grimme方法（DFT-D2）中的色散校正來處理范德華力。在結構馳豫過程中，作者將能量和Hellmann–Feynman力的收斂標準分別設置為10^-6 eV和0.01eV/?，并且采用9×9×1的K點網格對布里淵區進行采樣。作者沿垂直方向設置了20?的真空層，以屏蔽相鄰層之間的相互作用。

結果與討論

圖1 模型結構和吸附能

如圖1a所示，BC₆N單層的晶格常數為4.979?，角度為60°，其中C-C、C-N和C-B的鍵長分別為1.413?、1.453?和1.471?。如圖1b所示，通過比較不同的吸附能發現，H₂以垂直方式優先吸附在Cent1位點，然后是Cent2位點。

圖2 H₂數量和結合能關系

如圖2所示，結合能隨著H₂數量的增加而逐漸降低，這是由于H₂之間的靜電排斥作用造成的。此外，垂直線右側的區域和水平線上方的區域分別表示DOE存儲目標和實際使用的理想結合能范圍。作者分別用S和D表示單面和雙面吸附構型，并且發現通過在每側放置2個H₂分子（D4構型）比在單側放置4個H₂分子（S4構型）更容易實現7.69wt%的儲氫容量。最后，作者發現BC₆N單層可以實現11.11%的儲氫容量。

圖3 PDOS

如圖3所示，H₂的貢獻峰出現在價帶深處，范圍為?4 eV至?7 eV，主峰在?5.5 eV，而導帶貢獻可忽略不計。如圖3（a）和3（b）所示，當單側負載從1增加到4時，DOS重疊增加，導帶中也出現更多的峰，這意味著相互作用逐漸增加。特別是在4個H₂分子吸附的情況下，價帶（?4到?8eV區域）和導帶（+5到＋9eV區）都存在顯著的峰重疊。當進行兩側負載時，H₂對PDOS的貢獻增加了一倍，而BC₆N單層的貢獻保持不變，具體圖3c和3d所示。

圖4 吸附溫度和外部壓力的關系

這如圖4所示，在1個大氣壓下，單側（S4:7.69 wt%）和雙側（D6:111.11 wt%）最大負載的解吸溫度分別為75.99°C和118.23°C，兩者都在理想范圍內。因此，H₂的解吸是很容易通過實驗實現的。此外，這些結果表明，BC₆N單層的存儲容量對于應用場景中的壓力變化是相當穩定的。

結論與展望

2DBC₆N單層的存儲容量為11.11 wt%，每H₂的結合能為0.139 eV。在1個大氣壓下，溫度高于118.23°C即可發生解吸。對不同外部壓力下解吸溫度的研究表明了BC₆N單層的巨大商業應用前景。在環境條件下如此高的吸收能力使BC₆N單層在可逆儲氫方面具有巨大應用前景。

文獻信息

Sreejani Karmakar et.al Pristine BC₆N monolayer as highly efficient reversible hydrogen storage material under ambient temperature and pressure International Journal of Hydrogen Energy 2023

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.12.011

【做計算找華算】華算科技專注DFT代算服務、正版商業軟件版權、全職海歸計算團隊，10000+成功案例！計算內容涉及催化、電池、納米、生物、醫藥等領域！

客戶成果發表在Nature、Nature Catalysis、JACS、Angew.、AM、AEM、AFM等頂刊，好評如潮，專業靠譜！

添加下方微信好友，立即咨詢：

電話/微信：17324416960

點擊閱讀原文，立即咨詢計算！

以上內容包含廣告

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/01/04/d174033c02/

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

【純計算】IJHE：BC6N單層作為環境溫度和壓力下高效可逆儲氫材料

相關推薦