孙红
,
蔡小玉
,
王逊
工程热物理学报
质子交换膜燃料电池阴极电化学反应对其性能有至关重要的影响.论文基于二电子反应机理,模拟了质子交换膜燃料电池阴极氧和质子电化学反应路径,分析了电化学反应过程中各个步骤能量变化规律和氢氧键形成机制.研究发现,氧分子还原过程中,4个质子逐个接近氧分子,形成氢氧键,最终生成2个水分子;第一个质子采用和氧分子氢氧键102°夹角的方向接近其中一个氧原子,形成第一个氢氧键;当第二个质子和另一个氧原子构成氢氧键时,需要很大的活化能,这是氧还原反应的控制步骤,生成中间产物过氧化氢.研究结果为理解质子交换膜燃料电池电化学反应原理,推动质子交换膜燃料电池的应用具有重要意义.
关键词:
质子交换膜燃料电池
,
电化学反应
,
过氧化氢
,
能垒
牛晶华
,
彭俊彪
功能材料
基于空穴阻挡层BCP掺杂红光染料DCJTB的简单体系制备了一种电压调制发光颜色的有机电致发光二极管(OLED).器件发光颜色随电压改变发生了从橙色到紫色的连续变化.通过不同层间的能级势垒对这种发光颜色改变的特性进行了合理化的解释.
关键词:
电压控制颜色
,
有机发光二极管
,
能势
,
掺杂
张健
,
周惦武
,
黄雅妮
,
彭平
,
刘金水
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法,研究了氢分子(H2)在清洁、空位缺陷及Pd原子吸附的Mg(0001)表面的吸附与解离性能.结果显示:H2在清洁Mg(0001)表面呈较弱的物理吸附,H2解离需克服较高的能垒(1.3774 eV);空位缺陷的存在增强了Mg表面对H2的物理吸附能力,且使H2的解离能垒(1.2221 eV)有所降低;而清洁表面吸附的Pd原子则会与H2产生强烈的化学吸附作用,极大地降低了H2的解离能垒(0.2860 eV).电子结构分析发现:3种表面对H2吸附与解离的催化活性与Mg(0001)表面最上层与H2直接产生吸附作用的金属原子在费米能级(EF)附近s轨道的成键电子数密切相关.
关键词:
Mg(0001)表面
,
吸附
,
解离
,
能垒
腊明
,
陈昌东
,
程昊
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201603016
用基于密度泛函理论的第一性原理,对Sc作为催化剂对氢气在Mg(0001)表面解离和扩散性能进行了研究.首先,对Sc原子在Mg(0001)表面的稳定吸附和替代位置进行了研究,结果表明,Sc原子将替代在表面的第二层稳定.接下来有对氢气在Sc替代在第二层的Mg(0001)表面解离和扩散性能进行了研究.结果显示由于Sc的存在,氢气在其表面的解离势垒下降至0.57 eV,氢原子在其表面扩散的势垒降低至0.11 eV,利用分波态密度分析得出Sc原子d轨道上的电子对氢气在Mg表面解离起到了促进的作用;更重要的是,氢原子在Sc原子上方的hcp位向Mg内部扩散的势垒由0.69 eV下降至0.26 eV.大幅度降低氢原子向Mg内部扩散的阻力,也为氢原子向Mg内部扩散提供了更多的通道.Sc有效提高了镁基储氢材料的吸放氢动力学性能,是改善镁基储氢材料的动力学性能很好的催化剂.
关键词:
Sc
,
密度泛函理论
,
镁基储氢材料
,
氢气
,
能量势垒
