鋰摻雜硅納米結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氫及壓縮脫氫性能研究.pdf

1、本文建立了兩類硅納米孔隙結(jié)構(gòu)SiNR和SiM-SiNT，并研究其儲(chǔ)氫和脫氫性能。為了討論硅納米結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氫性能受鋰原子摻雜的影響，我們對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鋰原子摻雜。同時(shí)也仔細(xì)討論了結(jié)構(gòu)孔隙尺寸大小對(duì)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氫性能的影響。另外，這兩類結(jié)構(gòu)的柔韌性使得我們可以通過外力很容易地使結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形，這意味著這兩類硅納米結(jié)構(gòu)不僅能用于氫氣儲(chǔ)存而且也很有希望能用于結(jié)構(gòu)變形脫氫。結(jié)構(gòu)的柔韌性保證了結(jié)構(gòu)在較大變形的情況下不會(huì)發(fā)生破壞，從而保證結(jié)構(gòu)在氫氣儲(chǔ)存和釋放

2、利用中可以循環(huán)使用。因此，在討論了這兩類硅納米結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氫性能之后，我們進(jìn)一步討論其通過壓縮脫氫的性能。
　　本研究主要通過巨正則系綜蒙特卡羅法模擬研究結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氫與脫氫性能，對(duì)于氫氣的儲(chǔ)存，我們主要研究結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氫性能受鋰原子摻雜比例和結(jié)構(gòu)孔隙尺寸的影響以及尋找這兩個(gè)參數(shù)的最佳組合使結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氫性能達(dá)到最優(yōu)。而對(duì)于氫氣的釋放，我們主要研究通過壓縮使結(jié)構(gòu)變形從而脫氫的可行性。之后，我們對(duì)這兩類硅納米結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)氫和壓縮脫氫性能做了詳細(xì)對(duì)比。研究

3、結(jié)果表明，對(duì)于SiNR結(jié)構(gòu)，總可以找到一個(gè)鋰原子摻雜比例與結(jié)構(gòu)孔隙尺寸大小的最佳組合使得結(jié)構(gòu)具有最佳的儲(chǔ)氫性能。同時(shí)，對(duì)于一個(gè)孔隙尺寸一定的結(jié)構(gòu)，也總存在一個(gè)最佳的鋰原子摻雜比例使得結(jié)構(gòu)達(dá)到最大儲(chǔ)氫量。對(duì)壓縮脫氫的研究表明，對(duì)于SiNR硅納米結(jié)構(gòu)，壓縮變形可以使其所存儲(chǔ)的氫氣徹底釋放而不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，這意味著壓縮變形對(duì)SiNR結(jié)構(gòu)來說是一種有效的脫氫方式。然而由硅納米管支撐硅單層構(gòu)成的SiM-SiNT硅納米結(jié)構(gòu)在被壓縮到只有小部分氫氣