应变调控LiBH3基钙钛矿氢化物的储氢性能：第一性原理研究

《Journal of the Energy Institute》：Preparation of cordierite-supported particulate matter filters and Sm 2-xCe xZr 2O 7 monolithic catalysts for soot catalytic oxidation

本文通过密度泛函理论（DFT）系统研究了新型氢化物钙钛矿LiBO3-xHx（x=0,1,2,3）的结构与储氢性能。研究发现完全氢化的LiBH3具有14.55 wt%的高重量储氢容量，通过施加5%和10%拉伸应变可将其解吸温度从362.10 K分别降至343.23 K和299.93 K，为清洁能源存储提供了可调控、低成本的材料解决方案。

　　

亮点

结构特性

在研究立方钙钛矿LiBO_3-xH_x的储氢能力之前，有必要先考察其结构特性。该氢化物具有简单的类钙钛矿结构，具有立方对称性，属于Pm-3m（221）空间组。

图2展示了能量-体积关系，说明随着晶胞体积增大，系统能量逐渐降低直至达到最小值——这与稳定结构的形成过程相似。

结论

本理论分析表明LiBO_3-xH_x氢化物钙钛矿是优异的储氢功能材料。其中LiBH₃尤为突出，具有14.55 wt%的重量容量、167.12 gH₂/L的体积容量和362.10 K的解吸温度。然而高氢含量会导致热稳定性和机械稳定性降低。通过应变工程的应用，成功将解吸温度降至5%应变时的343.23 K和10%应变时的299.93 K，显著提升了材料在环境温度下的氢释放能力。这些发现凸显了应变调控的LiBH₃基钙钛矿作为可调控、经济高效的储氢材料潜力，为清洁能源应用提供了新的材料设计思路。