اثر دوپه كردن فلز ليتيم در جذب گازهيدروژن درگرافن نقص دار

Effect of Lithium Doping on Hydrogen Adsorption of Defected Graphene: A First-Principles Sudy

ظرفيت ذخيرۀ هيدروژن توسط گرافن نقص دار به روش نظريۀ تابعيت چگالي بررسي شد. جذب هيدروژن مولكولي بر روي يك گرافن نقص دار V2(5-8-5) و نيز بر روي گرافن نقص دار دوپه شده باLi انجام شد. مولكولهاي هيدروژن بر روي گرافن نقص دار با انرژيهاي پيوندحدودmeV48-24بطور فيزيكي جذب ميشوند. در حالي كه در گرافن نقص دار دوپه شده باLi انرژيهاي پيوند بهmeV152-150افزايش مييابد. آناليزدانسيته بار نشان ميدهد كه علت اين افزايش در انرژي پيوند، انتقال بار از اتم H2 به Li است. نتايج حاصله، بهبود ظرفيت ذخيرۀ هيدروژن را كه در برخي آزمايشات جذب هيدروژن روي گرافن نقص دار مشاهده شده است، توجيه ميكند.

Hydrogen storage capacity of defected graphene was studied by first-principles theory based on Density-functional calculations. Adsorption of molecular hydrogen on a defected graphene V2(5-8-5) and lithium doped defected graphene V2(5-8-5) was carried out. Hydrogen molecules are physisorbed on defected graphene V2(5-8-5) with binding energy about 21–48 meV. Whereas the binding energies increase up to 150–152 meV in Li doped defected graphene. Charge-density analysis indicated that the increasing of binding energy is due to the charge transfer from the H2 molecule to Li . The results explain the enhancement of storage capacity observed in some experimental hydrogen adsorption on defected graphene qualitatively.