数理学院材料结构设计团队在New J. Phys.上发表研究成果

发布时间:2022-09-15 审核人:吴凤庭 编辑:向文容 浏览次数:

近日,国际著名物理学综合期刊新物理学报New Journal of Physics(New. J.Phys.)在线发表⊙了我校数理学院“材料结构设计”团队题为“The structure of anionic NbHn- (n = 2–15) clusters and their maximum hydrogen capacity”的研究成果。论文主要关〒注了阴离子铌吸附氢原子的结构演变和电子性质,并结合数值重整化群和密度泛函理论方法对结构进行优化。团队廖艳华博士为论文的第一作者,湖◥北理工学院为第一单位。

清洁能源资源的开发和利用符合能源发展的◆轨迹,对建立可持续的能源系统、碳达峰和碳中和目标的达成以及我国发展︾产生深远影响。近年来,全球变暖、环境恶化等问题的出现让人们深刻意识到需要更多新的清洁能源来替换化石能源以改变现状。氢能源作为可替代燃料的清Ψ 洁能源受到高度关注,但氢能源在存储和运输中的一系列安全问题尚待△解决。考虑到铌元素具有良好的耐腐蚀性和吸附氢〖元素性能,团队立足储氢材料结构设计,采用粒子群优化算法的晶体结构预测技术,获得【阴离子团簇NbHn-(n = 2?15)的所有几何结构;通○过数值重整化群和密度泛函理论研究发现:由↓于铌原子的4d轨道和氢原子的s轨道之间的相互〖作用,NbHn-团簇在吸附12个氢原子后结构趋于稳定,此时团簇具有11.5wt%的高储氢容量;跟踪团簇基态下铌原子上的自然电荷的转移,发现铌原子吸附的氢原子的能力与铌氢元素间的电荷转移有关①。研究结果为铌ㄨ元素的阴离子团簇几何结构和电子性质提供了新的见解,为储氢材料的研发提供了新的方向。后期,团队将围绕设计具有抗腐蚀性功能涂层的金属团簇开展◎理论上的结构设计和实验研究。

据悉,New Journal of Physics期刊成立于1998年,是英国皇家物理学会(IOP)旗下著名物理学杂志,也是影响因子较高和物理学领域较为重要的综合类物理期刊之一。数理学院“材料结构设计”团队成立于2020年10月,现有博士教师5人,近两年来,围绕材料微结构设计方向已◤发表SCI检索论文14篇。(通讯员 郭小燕)

文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ac63db