Language : English
王建川

Research Focus

高密度储氢材料的计算与设计

       该项目为桂林电子科技大学、浙江大学和中南大学的合作项目。我们以材料基因组工程设计及数据驱动材料研发为思想引擎,提出采用第一性原理及相图热力学方法等对Li-Na-Mg-Ca-Al-B-N轻质储氢材料二元/三元及多元体系的体相、表面及纳米团簇等进行高通量的计算和设计,在此基础上开展新型高密度新型储氢材料、高效催化剂的制备和性能研究;建立一套储氢材料基本性质及储氢性能数据库;构建关联材料微观性质和宏观吸放氢性能的描述符及性能预测物理模型;揭示限定储氢材料吸/放氢动力学过程中的氢传递、界面效应及反应机理等。

      中南大学负责的研究内容:(1)相图热力学。基于第一性原理计算和实验数据,采用CALPHAD技术对Li-Na-Mg-Ca-Al-B-N-H-X(X为过渡金属元素Sc, Si, Ti, V,主要是由催化剂中加入或者是混合反应加入)体系中的二元系、三元系和四元系进行相图热力学计算。计算成分-温度相图、氢分压-温度相图、形成焓或混合焓(液相)、van't Hoff图。基于相图数据,分析各体系、各相之间的关系,分析吸/放氢反应的过程等。(2)催化机理。采用第一原理计算方法,针对性能优异的储氢材料的体系,确定催化剂的掺杂位置,分析掺杂后对释放氢的热力学和动力学的影响,确定催化剂的种类和机理。通过多种渠道探索催化剂的催化机理,如计算催化剂掺杂后对H原子的移走能力的影响、计算催化剂添加后对反应热力学的影响、计算催化剂对原子迁移的影响等。