贵金属Pt掺杂对MgH2/MoS2异质结脱氢性能的影响

易崇森,杨明君,卢雨晴,张益铭,田李,张烨铭 (西南石油大学新能源与材料学院)

摘要: 二维材料中二硫化钼(MoS2)被认为是一种很有前途的高效、低成本析氢反应(HER)催化剂,并且已经被证实能够增强氢化镁(MgH2)的脱氢性能,但是对其深层机理仍然缺少认识。在密度泛函理论(DFT)的基础上,通过第一性原理计算方法在理论上进行研究,构建了MgH2/MoS2的异质结模型,深入探究MoS2对MgH2脱氢性能的影响,并且引入贵金属Pt掺杂进一步改善复合结构的脱氢性能。研究表明,MoS2能够增强MgH2的脱氢热力学性能,MgH2/MoS2 异质结的脱氢性能增强是由于MoS2的引入导致MgH2表面发生大量电荷转移削弱了Mg—H键相互作用以及带隙明显变窄。此外在Pt原子的掺杂使得MgH2/MoS2异质结层间距增大利于H-的迁移,同时进一步的缩小带隙宽度,全面提升了脱氢热力学和动力学性能。

关键词: 氢化镁;第一性原理;脱氢性能;贵金属掺杂;内在机理