Используя стандартный функционал GGA PBE, а также функционалы с дисперсионной коррекцией PBE-D3 и B3LYP-D3, теоретически изучена адсорбция молекулярного водорода на чистый, и допированный азотом графен. Обнаружено, что взаимодействия Ван-дер-Ваальса вносят важный вклад в энергии адсорбции (Ea) водорода. Пошаговое замещение атомов углерода азотом в графене изменяет значения Ea. Все 3 метода предсказывают значительное увеличение Ea для допированного азотом графена при изучении горизонтальной конфигурации. Результаты данного исследования показали, что введение небольшою количества атомов азота может увеличить энергию адсорбции в графене, но приращение, по-видимому, значительно зависит от конфигурации взаимодействующих частиц.Теоретично досліджено адсорбцію молекули водню на гексагональному нітриді бору (h-BN), на h-BN, збагаченому бором та гетероструктурі h-BN/графен з використанням стандартного узагальненого градієнтного наближення GGA PBE, а також функціоналів щільності PBE-D3 and B3LYP-D3 з корегованою дисперсією. Молекула коронену (C21H12) була узята як модель графенової системи. Як структура h-BN, використовувалася модель B12N12H12. Було залучено B13N11H12, B14N10H12 та B15N9H12 як моделі, збагачені бором. Для гетероструктури h-BN/графен було використано модель C18B3N3H12. Встановлено, що дисперсійні взаємодії вносять важливий внесок у енергію адсорбції водню (Eа). Для h-BN покрокове заміщення азоту атомами бору змінює значення Ea. Однак ці зміни є досить помірними. Всі три використані методи прогнозують значне збільшення Ea для гетероструктури h-BN/графен, особливо у разі розгляду горизонтальної конфігурації. Результати цієї роботи показали, що введення невеликої кількості атомів з різними електронегативностями в одну структуру адсорбенту може суттєво збільшити Ea, але приріст сильно залежить від конфігурації взаємодіючих видів. Зазначено, що деякі результати, одержані у роботі, сприятимуть більш глибокому розумінню явищ адсорбції водню та розробці нових матеріалів для зберігання водню.

  Повний текст PDF - 387.754 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"