【摘 要】
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氢能被认为是21世纪的“终极能源”,影响氢能大规模应用的主要因素在于它的储存。本文利用光电子能谱(PES)和密度泛函理论(DFT)对K修饰的富勒烯衍生物PC71BM作为一种新型的固
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氢能被认为是21世纪的“终极能源”,影响氢能大规模应用的主要因素在于它的储存。本文利用光电子能谱(PES)和密度泛函理论(DFT)对K修饰的富勒烯衍生物PC71BM作为一种新型的固态储氢材料进行了探索性研究。PC71BM薄膜和K原子反应的PES数据揭示出K掺杂的PC71BM最高化学配比是K9PC71BM或K10PC71BM。PC71BM的分子结构在化学配比不高于K4PC71BM时是完整的,K原子的4s电子转移到分子的最低未占据轨道(LUMO)和LUMO+1。较高的化学配比KxPC71BM(x>4)导致PC71BM分子的甲基脱离,一个或两个K原子与PC71BM的两个O原子结合。我们对K9PC71BM的储氢性能做了 DFT计算。结果表明氢气以分子形式被吸附。当只考虑第一层吸附时,储氢量至少为5.9 wt%,超过美国能源部制定的车载储氢材料2025重量比标准。单个H2的吸附能介于0.070-0.119 eV/H2之间,平均吸附能为0.110 eV/H2,这意味着接近室温的脱附温度。因此,K9PC71BM有望成为一种车载储氢材料。
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