توضیحات
ABSTRACT
Lithium complex hydrides Li2MH5 (M= B, Al) in are potential hydrogen storage material because of their high capacity of (10, 6.5 wt. % respectively) H2. However, their high thermodynamic stability is unfavorable for dehydrogenation processes. Understanding the bonding nature of Al-H, B-H and Li-H are essential for predicting their dehydrogenation mechanism and then improving their dehydrogenation performance. Quadrupolar parameters of nuclei can be used as a tool to understand the electronic structure of compounds. In this work thecharge density distribution in Li2AlH5 and Li2BH5 was compared. Thus using calculated Nuclear Quadrupole Coupling Constants (NQCC) of 2H nuclei, the electronic structure of Li2AlH5 and Li2BH5 was studied. The results show that between two proposed dehydrogenation mechanisms for Li2MH5, hetro phase dehydrogenation is preferred than partial dissociation to LiMH4. Furthermore easier condition for hetro phase dehydrogenation is expected in Li2AlH5. The electric field gradient (EFG) of quadrupolar nuclei were calculated to obtain NQCC parameters. All calculations performed using Gaussian 03 at MP2/6-311G** level of theory. The selected level and basis set give the rather acceptable qualitative NQCCs of hydrogen atoms.
INTRODUCTION
With concerning current trends in environmental pollution and depletion of fossil energy resources, there is an imperative to seek renewable and clean energy sources that can support the continued sustainable development of human society. Hydrogen is regarded as one of the best alternative sustainable energy carriers because of its abundance, high energy density and lack of adverse environmental impact (for example, when oxidized as water). However, an important challenge for the use of hydrogen for mobile (e.g., automotive) and small scale energy generation is how to achieve safe, cheap, high density storage . Essentially, hydrogen can be stored either in a physical form (as a gas or liquid) or in a chemical form (e.g., within metal hydrides or so-called chemical hydrides). Compressed gas and liquid hydrogen storage technologies represent the current state-of-the art, but more compact (gravimetrically and/or volumetrically efficient) means of storing hydrogen are needed for mobile applications on a practical level. In principle, solid state hydrogen storage in metal hydrides is considered a more effective and safer way to handle hydrogen than its storage as either a compressed gas or cryogenic liquid.
چکیده
هیدرید مجتمع لیتیوم Li2MH5 (M = B، Al) در ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن بالقوه به دلیل ظرفیت بالا آنها (10، 6.5 درصد وزنی) H2 است. با این حال، پایداری ترمودینامیکی بالا آنها برای فرآیندهای dehydrogenation نامطلوب است. شناخت ماهیت پیوند Al-H، B-H و Li-H برای پیش بینی مکانیزم dehydrogenation آنها و سپس بهبود عملکرد Dehydrogenation آنها ضروری است. پارامترهای چهارگانه ی هسته می تواند به عنوان یک ابزار برای درک ساختار الکترونیکی ترکیبات مورد استفاده قرار گیرد. در این کار توزیع چگالی بارگذاری در Li2AlH5 و Li2BH5 مقایسه شد. بنابراين با استفاده از محاسبات ثابت کووادروپول هسته (NQCC) هسته 2H، ساختار الكتروني Li2AlH5 و Li2BH5 مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که بین دو مکانیزم پیشنهادی dehydrogenation برای Li2MH5، dehydrogenation فاز Hetro ترجیح داده شده است تا جداسازی جزئی به LiMH4. همچنین Li2AlH5 انتظار می رود که شرایط آسانتر برای dehydrogenation فاز Hetro باشد. گرادیان میدان الکتریکی (EFG) هسته های چهارگانه برای محاسبه پارامترهای NQCC محاسبه شد. تمام محاسبات انجام شده با استفاده از Gaussian 03 در سطح MP2 / 6-311G ** تئوری. سطح انتخاب شده و پایه مجموعه NQCCs نسبتا قابل قبول از اتم های هیدروژن را فراهم می کند.
مقدمه
با توجه به روند فعلی آلودگی محیط زیست و کاهش منابع انرژی فسیلی، ضروری است که منابع انرژی تجدید پذیر و پاکیزه ای را که می تواند از توسعه پایدار جامعه بشری حمایت کند، دنبال می کند. هیدروژن به عنوان یکی از بهترین نانورس های پایدار انرژی به دلیل فراوانی، تراکم انرژی بالا و عدم اثرات زیست محیطی (به عنوان مثال در هنگام اکسیداسیون به عنوان آب) به شمار می رود. با این وجود، چالش مهم برای استفاده از هیدروژن برای موبایل (به عنوان مثال خودرو) و تولید انرژی در مقیاس کوچک، چگونگی دستیابی به ذخیره سازی ایمن، ارزان و با تراکم بالا است. اساسا، هیدروژن می تواند در یک فرم فیزیکی (به عنوان گاز یا مایع) یا در یک فرم شیمیایی (به عنوان مثال در هیدرید های فلزی یا هیدرید های شیمیایی به اصطلاح) ذخیره می شود. فن آوری ذخیره سازی فاضلاب و هیدروژن مایع نشان دهنده وضعیت فعلی هنر است، اما برای ذخیره سازی هیدروژن برای کاربردهای تلفن همراه در یک سطح عملی، فشرده تر (حجم گرانشی و / یا حجم حجمی کارآمد) بیشتر است. در اصل، ذخیره هیدروژن حالت جامد در هیدرودهای فلزی، یک روش مؤثر و ایمن تر برای مدیریت هیدروژن نسبت به ذخیره آن به عنوان یک گاز فشرده یا مایع فریزر محسوب می شود.
Year: 2017
Publisher : National Congress of Chemistry and Nanoscience, from Research to National Development
By : Marjan A. Rafiee
File Information: English Language/ 8 Page / size: 356 KB
سال :1396
ناشر : کنگره ملی شیمی و نانوشیمی,از پژوهش تا توسعه ملی
کاری از : مرجان علی رفیعی
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 8 صفحه / حجم : KB 356
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.