吸热型金属合金化对钒基贮氢材料性能的影响

利用电荷自洽离散变分Xα(SCC-DV-Xα)方法计算了吸热型金属合金化对钒基贮氢材料性能的影响。研究表明：在V₆₃H₆₄中加入吸热型金属Cr、Mn、Ni后，随着原子序数的增加，V₅₁M₁₂H₆₄中H的净电荷依次逐渐增加，V的净电荷逐渐减小；氢化物V₅₁M₁₂H₆₄中V-H之间的离子性相互作用逐渐减弱，共价性相互作用逐渐增强；V-H之间的相互作用主要是V-4s和H-1s、H-2s轨道之间的相互作用。研究还表明材料放氢的平衡压力与其费米能有很好的线性关系，加入吸热型金属后，导致氢化物V₅₁M₁₂H₆₄中费米能增加，氢化物更不稳定，从而改善材料的吸放氢性能。     

钒氢化物电子结构的量子化学研究

利用电荷自洽离散变分Xα(SCC-DV-Xα)方法计算了钒基固溶体中钒氢反应前后钒及其氢化物(VHx, x=0, 1, 2)、假定原子簇模型VHx*(x=1, 2)和VHx′(x=0, 1)的电子结构. 结果表明：钒与氢气反应生成VH时, 化学效应和结构效应都使V 3d和H 1s轨道向低能量方向移动, 氢化物VH中V 3d和H 1s轨道重叠最多, V－H之间的相互作用较强。VH再与氢气反应生成VH₂时, 结构效应使V 3d和H 1s轨道都向高能量方向移动, 氢化物VH₂中V 3d和H 1s轨道重叠最少, V和H之间的相互作用较弱。氢化物VH和VH₂中不仅存在离子性相互作用, 而且还存在共价性相互作用. 结构效应导致VH₂中V－H键的共价性减弱, 从而导致VH₂中V和H之间的相互作用减弱. 氢化物VH的费米能级比VH₂的低, 说明VH更稳定.