抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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密度汎関数理論(DFT)とab-initio分子動力学(AIMD)シミュレーションを適用して,KとCa修飾単層ビフェニレンシート(BPS)の超水素貯蔵容量を予測した。BPSの異なるサイトでNa,Be,Mg,K,Caを含む種々のアルカリとアルカリ土類金属を保って,KとCa原子がクラスタを形成する代わりにBPS上に個々に結合することを優先した。ビフェニレンシートの2x2x1スーパーセルは8つのKまたは8つのCa原子を吸着でき,各KまたはCa原子は5H_2を吸着でき,それぞれ,11.90%または11.63%の水素取込をもたらし,これはDOE-US要求の6.5%よりも著しく高いことが分かった。KおよびCa修飾BPSに対するH_2の平均吸着エネルギーは,可逆的H_2貯蔵に適した範囲で,それぞれ-0.24eVおよび-0.33eVであった。水素分子はイオン化金属原子の近傍に分極し,従って,静電およびvan der Waals相互作用により金属原子に付着する。H_2の脱着温度を推定し,吸着H_2が可逆的使用に利用できることを見出した。2.52eVの十分なエネルギー障壁がCa原子の移動に対して存在し,上昇画像nudged弾性バンド(CI-NEB)法を用いて計算した。このエネルギー障壁はCa原子のクラスタ化問題を防ぐことができる。KおよびCa修飾BPS構造の固体性を,AIMDシミュレーションを用いて調べた。【JST・京大機械翻訳】