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基于密度泛函理论的第一性原理方法, 系统地研究了Li-N-H储氢过程中各个化合物的晶胞参数、生成焓和化学反应焓. 结果发现优化后的晶格参数与先前的理论和实验研究符合得很好. 通过计算Li3N, LiH, LiNH2和Li2NH在298 K的生成焓分别为-168.7, -81.0, -173.0和-190.8 kJ/mol, 进而计算得到整个储氢反应过程在T=298 K时反应焓为78.5 kJ/mol H2, 这和他人计算得到T=300 K的结果75.67 kJ/mol H2非常接近. 最后, 给出了储氢两步反应过程分别在T=298 K时的反应焓, 这些结果都与实验和他人理论计算得到的数据符合较好.

关键词:

Abstract

According to the plane wave pseudo-potential method of the first-principles based on density functional theory, we systematically investigate the cell parameters, the formation heat and the reaction enthalpy in the Li-N-H hydrogen storage process. The calculated lattice parameters of these compounds are in good agreement with previous theoretical and experimental results. The values of formation heat at 298 K for (lithium nitride) Li3N, (lithium hydride) LiH, (lithium amide) LiNH2 and (lithium imide) Li2NH are estimated to be -168.7, -81.0, -173.0 and -190.8 kJ/mol, respectively. The reaction enthalpy of this system is calculated to be 78.5 kJ/mol H2 at T=298 K and this value accords with the experimental value of 75.67 kJ/mol H2 at T=300 K. As a result, the reaction enthalpies for the two-step reactions are very close to their calculation results respectively.

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