تأثیر کاستی جای‌شناختی بر ظرفیت ذخیره‌سازی هیدروژن اتم ایتریم نشان‌دار شده برروی گرافن متخلخل

نویسندگان

1 مسول پژوهشکده پوشش های نانو ساختار

2 دانشگاه پیام نور-اردکان

3 دانشگاه پیام نور-اردکان

doi
چکیده

ظرفیت ذخیره‌سازی هیدروژن با استفاده‌از اتم ایتریم (Y) نشان‌دارشده بر روی گرافن متخلخل ((PG1 از راه محاسبات نظریۀ تابعی چگالی (DFT)2 بررسی‌شد. در این‌بررسی از گرافن متخلخل به‌دلیل تقارن جای‌شناختی استفاده‌شد. محاسبات نشان‌داد که پایدار‌ترین مکان برای جذب اتم ایتریم روی گرافن متخلخل، مرکز حلقۀ هگزاگونال کربن است. سازوکارهای قطبش و پیوندزنی، هردو به جذب اتم ایتریم روی گرافن‌های متخلخل کمک می‌کنند. تجزیه‌وتحلیل چگالی بار، نشان‌داد که حضور اتم ایتریم در مقایسه‌با افزایش اندازۀ منافذ، نقش مؤثرتری در افزایش انرژی جذب مولکول هیدروژن دارد. در مقایسه‌با جذب مولکول هیدروژن روی گرافن خالص، کاستی جای‌شناختی مانند تخلخل می‌تواند حالت رسانایی بیشتری در سطح انرژی فرمی ایجاد کند و جذب مولکول هیدروژن روی گرافن متخلخل افزایش می‌‌یابد. حداکثر چهار مولکول هیدروژن می‌توانند روی سامانۀ Y-PGs جذب شوند. بیشترین میانگین انرژی جذب مربوط به گرافن متخلخل با اندازۀ منافذ بزرگتر با میانگین انرژی جذب 513/0 الکترون ولت است.