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Al-LiBH_4体系解氢性能的机制研究

稀有金属 2013年第4期37卷 531-537页

作者：夏罗生朱树红湖南张家界航空工业职业技术学院航空维修工程系湖南张家界427000 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

随着燃料电池、燃料电池汽车的快速发展,LiBH4被认为是最具应用前景的储氢材料之一。然而,LiBH4吸放氢温度高以及吸放氢速率相对缓慢限制了其广泛应用。为改善LiBH4吸放氢性能,在LiBH4中添加少量Al,采用基于密度泛函理论的第一原理赝势... 详细信息

随着燃料电池、燃料电池汽车的快速发展,LiBH4被认为是最具应用前景的储氢材料之一。然而,LiBH4吸放氢温度高以及吸放氢速率相对缓慢限制了其广泛应用。为改善LiBH4吸放氢性能,在LiBH4中添加少量Al,采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了LiBH4合金化前后体系的氢化物形成热、H原子解离能,体系的晶体与电子结构。氢化物形成热、H原子解离能计算结果发现:Al合金化后体系相结构稳定性变差,体系解氢过程中所吸收的热量减少,H原子解离能减小,体系解氢能力增强。电子态密度(DOS)、电子密度和Mulliken电子占据数的结果表明:LiBH4结构稳定、解氢困难的电子结构原因是B-H之间较强的共价键,Al对LiBH4体系解氢性能增强主要是Al-LiBH4体系Fermi能级附近能隙值发生变化以及Li-BH,B-H间成键作用减弱。理论上揭示Al添加改善LiBH4体系解氢性能的微观机制,为LiBH4实际应用提供理论指导。

关键词：赝势平面波 LiBH4 解氢能力电子结构

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碱式磷酸锌光学性质的理论计算及其实验验证

人工晶体学报 2021年第3期50卷 454-460页

作者：罗楠楠曹国炜郄元元张然王春晓公丕富李志华林哲帅山东师范大学分子与纳米探针教育部重点实验室山东省高校化学成像功能探针协同创新中心化学化工与材料科学学院济南250014 世纪天鸿教育科技股份有限公司淄博255039 中国科学院理化技术研究所人工晶体研究发展中心北京100190

Zn_(2)(OH)PO_(4)(ZPOH)属于正交晶系,其空间群为P 21212,该结构没有对称中心。基于赝势平面波方法,计算了ZPOH的电子结构,线性折射率和倍频(SHG)系数,并拟合了色散方程。为了验证计算值,使用水热法合成了ZPOH微晶,实验测得其SHG效应与... 详细信息

Zn_(2)(OH)PO_(4)(ZPOH)属于正交晶系,其空间群为P 21212,该结构没有对称中心。基于赝势平面波方法,计算了ZPOH的电子结构,线性折射率和倍频(SHG)系数,并拟合了色散方程。为了验证计算值,使用水热法合成了ZPOH微晶,实验测得其SHG效应与理论计算相符,同时测试了ZPOH的紫外(UV)吸收边及其热稳定性。

关键词： Zn_(2)(OH)PO_(4) 水热法倍频效应赝势平面波紫外吸收边线性折射率热稳定性

MgH_2-X(X=Si,Ge,Sn,Pb)体系解氢能力的第一原理计算

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湖南大学学报（自然科学版） 2006年第6期33卷 85-89页

作者：周惦武刘金水张健彭平湖南大学机械与汽车工程学院湖南长沙410082 湖南大学材料科学与工程学院湖南长沙410082

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,研究了MgH2-X(X=Si,Ge,Sn,Pb)合金化体系的能量、几何与电子结构.负形成热的计算发现:合金化元素X在镁氢化合物(MgH2)中少量固溶时,体系相结构稳定性变差,预示着解氢能力得到改善.电子态... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,研究了MgH2-X(X=Si,Ge,Sn,Pb)合金化体系的能量、几何与电子结构.负形成热的计算发现:合金化元素X在镁氢化合物(MgH2)中少量固溶时,体系相结构稳定性变差,预示着解氢能力得到改善.电子态密度(DOS)与电子密度的进一步分析发现:镁氢化合物X合金化后,X与其周围的H原子相互作用不明显,而Mg-H之间的成键作用减弱.体系Ge合金化解氢能力增强的理论计算与实验结果一致,预测Si,Sn,Pb少量固溶于MgH2能提高体系的解氢能力.

关键词：赝势平面波镁氢化合物合金形成热电子结构

掺杂V对LiNH_2解氢性能的第一原理计算

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材料导报 2013年第20期27卷 156-160页

作者：袁江宋新华卢端敏候德政张家界航空工业职业技术学院张家界427000 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了V元素掺杂对LiNH2的电子结构和解氢性能的影响。计算结果显示,V元素掺杂LiNH2晶体模型的负合金形成热减少,LiNH2体系结构的稳定性减弱,合金化增强了体系的解氢能力。Mulliken集... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了V元素掺杂对LiNH2的电子结构和解氢性能的影响。计算结果显示,V元素掺杂LiNH2晶体模型的负合金形成热减少,LiNH2体系结构的稳定性减弱,合金化增强了体系的解氢能力。Mulliken集居数、电子态密度与电子密度的进一步分析发现:掺杂V以后,通过电荷补偿,N与H之间离子性相互作用增强,共价性相互作用减弱;费米能级(EF)处键峰值增大,能隙ΔEH-L变窄,LiNH2的解氢能力提高。

关键词：赝势平面波 LiNH2 合金形成热电子结构解氢性能

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GPU集群下第一原理非局部映射势能计算

计算机应用 2013年第6期33卷 1540-1543,1552页

作者：付继芸贾伟乐曹宗雁王龙叶煌迟学斌中国科学院计算机网络信息中心北京100190 中国科学院研究生院北京100190

平面波赝势密度泛函(PWP-DFT)计算是材料计算中应用最广泛的方法,其中映射计算是PWP-DFT方法求解自洽迭代中重要的一部分。针对映射势能计算成为软件加速的瓶颈,提出了针对该部分的图形处理器(GPU)加速算法,其中考虑GPU的特点:1)使用了... 详细信息

平面波赝势密度泛函(PWP-DFT)计算是材料计算中应用最广泛的方法,其中映射计算是PWP-DFT方法求解自洽迭代中重要的一部分。针对映射势能计算成为软件加速的瓶颈,提出了针对该部分的图形处理器(GPU)加速算法,其中考虑GPU的特点:1)使用了新的并行机制求解非局部映射势能;2)重新设计了数据分布结构;3)减少内存的使用;4)提出了一种解决算法中数据相关问题的方法。最终获得了18～57倍加速,使每步分子动力学模拟最终降为12 s。详细分析了该模块在GPU平台上的测试时间,同时对该算法在GPU集群上的计算瓶颈进行了讨论。

关键词：第一性原理密度泛函理论赝势平面波非局部映射势能 GPU加速