轻金属合金薄膜储氢的理论研究

轻金属合金是目前非常受重视的很有前途的储氢材料。但氢在轻金属表面的解离和扩散势垒较大，而且形成金属氢化物后脱附温度较高。 如何降低氢的解离势垒和脱附能一直是理论和实验上具有挑战性的课题。本项目提出将一种区别于传统的全新的量子调制的方法应用于氢在轻金属薄膜中的储存和释放：利用金属超薄薄膜的量子限制效应来调控氢的解离和扩散势垒，改变氢在薄膜表面及内部的热力学性质，降低脱附能。利用密度泛函理论和热力学统计方法，对氢在不同厚度的轻金属及其合金薄膜表面的吸附、解离、扩散和复合以及氢扩散进入薄膜内部的原子过程进行研究，着重研究基于薄膜厚度及掺杂形成的电子密度变化对轻金属及其合金薄膜的稳定性，对氢在薄膜表面的吸附和扩散及所形成金属氢化物热力学性质的调制和影响。根据理论研究结果，以期能为在实际应用中得到理想的储氢合金薄膜材料提供理论依据。