铝掺杂富勒烯储氢研究:氢分子形成双层结构

摘要

利用密度泛函理论对铝(AJ)掺杂富勒烯(C60)体系的储氢性能进行研究.计算结果显示单个A1原子吸附的最佳位置是在C60表面碳五元环的中心位置,并形成稳定的Al-C60团簇结构.当多个Al原子掺杂C60时,12个Al原子吸附在C60的碳五元环正上方具有最低的吸附能,并形成稳定的Al12-C60团簇结构.当氢气与Al掺杂C60的团簇相互作用时,C60上碳原子的吸附使得氢气吸附在Al原子的侧位比吸附在Al原子的顶位更稳定.当多个氢气分子吸附时,102个氢分子形成稳定的双层结构并吸附在Al12-C60上,体系的储氢质量分数能达到16.44％,其中第一层氢分子主要同两个临近的A1原子以及C60相互作用,第二层氢气分子同近邻的Al原子和第一层氢气分子相互作用.