New insights into the electrochemical and thermodynamic properties of AB-type ZrNi hydrogen storage alloys by native defects and H-doping: Computational experiments

氢气储存 电化学 氢化物 兴奋剂 合金 材料科学 金属 分解 相干势近似 交换电流密度 密度泛函理论 热力学 物理化学 电极 化学 电子结构 计算化学 冶金 塔菲尔方程 有机化学 物理 光电子学
作者
Mourad Rkhis,Said Laasri,Samira Touhtouh,E.K. Hlil,K. Zaïdat,S. Obbade,Abdelowahed Hajjaji
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier]
卷期号:48 (27): 10089-10097 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2022.12.115
摘要

In this study, we perform a computational experiment to inspect the impact of native Zr/Ni defects and H-doping atoms on the electrochemical and thermodynamic properties of the AB-type ZrNi alloys. The Korringa-Kohn-Rostoker (KKR) method integrated with the coherent potential approximation (CPA) was employed to execute the calculations. The results revealed that native Zr/Ni defects and hydrogen doping have a beneficial effect on the hydrogen storage properties of the studied compounds by decreasing the stability and decomposition temperature. In particular, we find that with an optimal concentration of native Zr/Ni defects and H-doping, the obtained values of the decomposition temperature are in accordance with the required values for the practical use of nickel-metal hydride (Ni-MH) batteries as a negative electrodes (253 to 318 K) as well as powering proton exchange membrane (PEM) fuel cells (289 to 393 K). Using the density of states (DOS), this decrease can be explained by the diminution of the number of Zr and Ni atoms that establish strong bonds with H atoms and by the shift of the total DOS toward the higher energies. The electrochemical capacity of Zr1-x-yNiH3+y and ZrNi1-x-yH3+y compounds increases to reach values of 550 and 540 mAh/g, respectively. These values are almost twice higher compared to the compounds currently used in the market based on the AB5-type alloy LaNi5 (300 mAh/g). These findings of enhanced electrochemical and thermodynamic properties could provide useful clues for the development of better ZrNi-based materials for Ni-MH batteries, PEM fuel cells and other related areas.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
yangbo完成签到,获得积分10
1秒前
凝土完成签到 ,获得积分10
1秒前
乐乐应助123采纳,获得10
1秒前
妮妮完成签到 ,获得积分10
2秒前
haralee完成签到 ,获得积分10
2秒前
彳亍发布了新的文献求助10
3秒前
Maximuszhao完成签到,获得积分10
3秒前
共享精神应助马仕达采纳,获得10
3秒前
打打应助YoungLee采纳,获得10
3秒前
3秒前
溪泉发布了新的文献求助10
3秒前
飞鱼完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Jiaocm完成签到,获得积分10
5秒前
xlf完成签到 ,获得积分10
5秒前
张玥完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
康康完成签到,获得积分10
6秒前
充电宝应助火星上问玉采纳,获得10
8秒前
搜集达人应助丹丹采纳,获得10
8秒前
8秒前
瑾色长安完成签到,获得积分10
10秒前
bkagyin应助胖胖采纳,获得10
10秒前
10秒前
老叶完成签到,获得积分10
10秒前
mojinzhao发布了新的文献求助10
12秒前
俏皮易绿完成签到 ,获得积分10
12秒前
口羊完成签到,获得积分10
13秒前
xiao完成签到,获得积分10
13秒前
闫雨涵发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
壮观的冰双完成签到,获得积分10
15秒前
Orange应助溪泉采纳,获得10
15秒前
GD发布了新的文献求助10
15秒前
一只滦完成签到,获得积分10
16秒前
蓝莓橘子酱应助浔初先生采纳,获得10
16秒前
Orange应助大意的青槐采纳,获得10
16秒前
马仕达完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6022415
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7641658
关于积分的说明 16169200
捐赠科研通 5170583
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766798
邀请新用户注册赠送积分活动 1750045
关于科研通互助平台的介绍 1636833