镁基储氢材料吸放氢性能的理论研究

　　开发安全、高效、经济的氢储存技术对促进氢能清洁能源的规模化应用具有重要的意义。以金属镁为介质的固态储氢材料，因其质轻、价廉、资源丰富，且质量储氢密度与体积储氢密度（质量储氢密度为7．6％，体积储氢密度为110 kg．m-3）均满足车载储氢系统的目标要求（质量储氢密度为5．5％，体积储氢密度为40 kg·m13），被认为是极具发展前景的轻质储氢材料之一。《镁基储氢材料吸放氢性能的理论研究/有色金属文库》致力于将金属镁发展为实际应用的储氢材料，选取金属镁（Mg）及其氢化物（MgH2）为研究对象，采用理论计算并结合实验研究的方法，对Mg／MgH2吸放氢反应机理、吸放氢性能的合金化效应、应变效应、催化效应等进行了系统研究，取得了一些有意义的研究结果与数据，有望为高性能镁基储氢材料的设计开发提供理论依据与指导。《镁基储氢材料吸放氢性能的理论研究/有色金属文库》可供从事镁基储氢材料研究的科研人员及工程技术人员使用，也可作为高校和科研院所相关专业学生的参考书。

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第1章 绪论
1．1 引言
1．2 氢能概述
1．2．1 氢能的特点
1．2．2 氢能开发利用所面临的问题
1．3 金属储氢材料概述及开发现状
1．4 镁基储氢材料吸放氢机理及特性
1．4．1 镁基储氢材料吸放氢机理
1．4．2 镁基储氢材料吸放氢的热力学与动力学特性
1．5 镁基储氢材料的研究现状及存在的问题
第2章 理论基础与研究方法
2．1 第一性原理计算
2．2 密度泛函理论
2．3 交换一关联泛函近似
2．4 赝势
2．5 计算软件
2．5．1 Material Visualizer模块
2．5．2 DMol3模块
2．5．3 CASTEP模块
2．6 本章 小结
第3章 镁基储氢材料表面吸氢行为研究
3．1 引言
3．2 计算模型的构建与计算方法
3．2．1 计算模型的构建
3．2．2 计算方法
3．3 体与表面模型测试
3．4 结果分析与讨论
3．4．1 Mg（0001）表面弛豫及电子结构
3．4．2 H／H2在Mg（0001）表面的吸附
3．4．3 H2在Mg（0001）表面的解离
3．4．4 H原子在Mg（0001）表面的扩散
3．5 本章 小结
第4章 表面缺陷／修饰对镁基储氢材料表面吸氢行为的影响
4．1 引言
4．2 计算模型的构建与计算方法
4．2．1 计算模型的构建
4．2．2 计算方法
4．3 表面模型测试
4．4 结果分析与讨论
4．4．1 H，在空位缺陷及Pd原子修饰Mg（0001）表面的吸附构型
4．4．2 H，在空位缺陷及Pd原子修饰Mg（0001）表面的解离
4．4．3 H原子在空位缺陷Mg（0001）表面的扩散
4．4．4 空位缺陷及Pd原子对H2吸附与解离催化的微观机制
4．5 本章 小结
第5章 镁基储氢材料表面放氢行为及表面改性研究
5．1 引言
5．2 计算模型的构建与计算方法
5．2．1 计算模型的构建
5．2．2 计算方法
5．3 体与表面模型测试
5．4 结果分析与讨论
5．4．1 MgH2表面弛豫及电子结构
5．4．2 H2在MgH2表面的脱附性能
5．4．3 H原子在MgH2表面的扩散性能
5．4．4 H2在具有Mg空位及Pd修饰MgH2表面的脱附性能
5．4．5 空位缺陷与Pd对MgH2表面脱氢性能的改性机制
5．5 本章 小结
第6章 镁基储氢材料合金化效应研究
6．1 引言
6．2 计算模型的构建与计算方法
6．2．1 计算模型的构建
6．2．2 计算方法
6．3 计算结果与讨论
6．3．1 晶体几何结构
6．3．2 形成热
6．3．3 H原子解离能
6．3．4 置换固溶热与空位形成能
6．3．5 电子机制分析
6．3．6 第二相对MgH2放氢能力的影响
6．4 本章 小结
第7章 镁基储氢材料应变效应研究
7．1 双轴应变对MgH2放氢性能的影响及机理
7．1．1 引言
7．1．2 计算模型的构建与计算方法
7．1．3 结果分析与讨论
7．2 单／双／三轴应变对MgH2放氢热力学的影响及机理
7．2．1 引言
7．2．2 计算模型的构建与计算方法
7．2．3 计算结果与讨论
7．3 单／双／三轴应变对MgH2放氢动力学的影响及机理
7．3．1 引言
7．3．2 计算模型的构建与计算方法
7．3．3 结果分析与讨论
7．4 本章 小结
第8章 镁基储氢材料催化效应研究
8．1 石墨烯掺杂对MgH2放氢性能的影响及机理
8．1．1 引言
8．1．2 实验方法与计算方法
8．1．3 结果分析与讨论
8．1．4 机理分析
8．2 石墨烯和镍分序掺杂对MgH2放氢性能的影响及机理
8．2．1 引言
8．2．2 实验方法与计算方法
8．2．3 结果分析与讨论
8．2．4 机理分析
8．3 本章 小结
参考文献