能量最低构型Ca2B4团簇的储氢性能

基于密度泛函理论,研究了Ca₂B₄团簇的几何结构、电子特征和储氢性能。前2个与第4个能量最低构型Ca₂B₄ 01、Ca₂B₄02和Ca₂B₄ 04有很高的热力学稳定性,分别最多可以吸附12、12和10个氢分子,达到16.3%、16.3%和14.0%的储氢量,超过了美国能源部提出的目标(5.5%）。Ca₂B₄ 01(H₂)₁₂、Ca₂B₄ 02(H₂)₁₂和Ca₂B₄ 04(H₂)₁₀的平均每个氢分子吸附能量分别为0.58~4.21 eV、0.54~3.69 eV和0.10~0.12 eV。玻恩-奥本海默分子动力学模拟表明,Ca₂B₄ 01和Ca₂B₄ 02可作为潜在吸附氢气的候选目标,而Ca₂B₄ 04不行。吉布斯自由能校正的氢吸附能结果表明,在101 325 Pa下,Ca₂B₄ 01和Ca₂B₄ 02吸附12个氢气分子有较大的可调节的温度范围。