Na修饰正四面体Si<sub>4</sub>团簇的结构及储氢性能研究

阮文; 宋红莲; 伍冬兰; 罗文浪; 谢安东; 赵芳杰; 甘雅玲

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.014

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Na修饰正四面体Si₄团簇的结构及储氢性能研究

更新时间：2023-12-11

- Na修饰正四面体Si₄团簇的结构及储氢性能研究
- Study of the structures and hydrogen storage properties of Na atoms decorated tetrahedron Si₄ cluster
- 中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2020年59卷第3期页码：128-133
- 作者机构：
  
  井冈山大学数理学院,江西,吉安,343009
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.014
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2020，
  
  网络出版日期：2020-5-25，
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阮文, 宋红莲, 伍冬兰, 等. Na修饰正四面体Si₄团簇的结构及储氢性能研究[J]. 中山大学学报(自然科学版)(中英文), 2020,59(3):128-133.

RUAN Wen, SONG Honglian, WU Donglan, et al. Study of the structures and hydrogen storage properties of Na atoms decorated tetrahedron Si₄ cluster[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis SunYatseni, 2020,59(3):128-133.
阮文, 宋红莲, 伍冬兰, 等. Na修饰正四面体Si₄团簇的结构及储氢性能研究[J]. 中山大学学报(自然科学版)(中英文), 2020,59(3):128-133. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.014.

RUAN Wen, SONG Honglian, WU Donglan, et al. Study of the structures and hydrogen storage properties of Na atoms decorated tetrahedron Si₄ cluster[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis SunYatseni, 2020,59(3):128-133. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.014.

摘要

基于碱金属钠原子修饰的正四面体

小团簇

，

采用明尼苏达密度泛函（

M06

）方法研究其结构及储氢性能。结果表明：Na原子可以在正四面体

的四个面上对

团簇进行修饰形成Na

团簇的稳定结构

，

Na原子在

表面不发生聚合；氢以分子的形式在Na原子周围发生吸附

每个钠原子均可以有效吸附6个氢分子

，

其氢分子的平均吸附能为3.926～9.927 kJ·mol

-1

储氢质量分数达19.15%。因此，碱金属钠原子修饰正四面体

团簇在室温条件下作为储氢材料是可行的。

Abstract

Based on the alkali metal sodium atoms decorated tetrahedron

small cluster

the geometric structures

electronic properties and hydrogen storage properties of tetrahedral

cluster were studied by using the Minnesota density functional theory (DFT

M06) method. The results show that the tetrahedron

can be decorated by alkali metal Na atoms on the four surfaces stably and Na atoms do not occur clustering. Hydrogen molecules can be adsorbed around the Na atoms

in which every Na atom can adsorb six hydrogen molecules efficiently，corresponding to a maximum mass fraction of 19.15% with an average adsorption energies of

3.926～9.927 kJ·mol

-1

per H

molecule．The results demonstrate that the tetrahedral

cluster has the potential to become an effective hydrogen storage medium under the room temperature and atmospheric pressure conditions.

关键词

密度泛函理论（DFT）四面体Na4Si4团簇吸附能储氢

Keywords

density functional theory (DFT)tetrahedralNa4Si4clusteradsorption energyhydrogen storage

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DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.014

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Study of the structures and hydrogen storage properties of Na atoms decorated tetrahedron Si₄ cluster