Влияние примеси титана на взаимодействие водорода с магнием: расчеты из первых принципов

Abstract

В настоящее время перспективы использования водорода в качестве экологически чистого источника энергии стимулируют интенсивные исследования, направленные на решение технологических проблем, связанных с его хранением и транспортировкой. Одним их перспективных материаллов-накопителей водорода являтся магний, легированный различными примесями переходных металлов. В данной работе проведено первопринципное исследование влияния примеси титана на характер взаимодействия водорода с магнием в гидриде магния. Показано, что добавление титана понижает энергию связи H-Mg, и, как следствие, облегчает десорбцию водорода из гидрида магния. Установлено, что добавление атома титана повышает ковалентную составляющую связи водород-металл в системе Mg15TiH32-x, по сравнению с Mg16H32-x.

Nowadays, the prospective use of hydrogen as an environmentally friendly energy source stimulates intensive research aimed at solving technological problems associated with its storage and transport. One of the promising hydrogen storage materials is magnesium alloyed with various impurities of transition metals. In this work the first-principles investigation of the influence of titanium impurity on the character of interaction of hydrogen with magnesium in magnesium hydride was carried out. It was shown that the addition of titanium lowers the H-Mg binding energy and, as a consequence, facilitates the desorption of hydrogen from magnesium hydride. It was found that the addition of a titanium atom increases the covalent component of the hydrogen-metal bonds in the Mg15TiH32-x system.