Xbh4 Ve X(Bh)3 (X=Li, Na) Malzemelerinin Yapısal, Mekanik, Elektronik Ve Hidrojen Depolama Özelliklerinin Ab-İnitio Yöntem İle İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada F4̅3m uzay grubundaki XBH4 ve Fm3̅m uzay grubundaki X(BH)3 (X=Li, Na) malzemeleri araştırıldı. Bu hidrit bileşiklerin hidrojen depolama, yapısal, elektronik ve mekanik özellikleri yoğunluk fonksiyonel teorisine dayalı genelleştirilmiş gradient yaklaşımı ile hesaplandı. Yapısal özellikler kapsamında denge durumundaki atomik pozisyonlar, örgü sabitleri ve oluşum enerjileri elde edildi. Oluşum enerjileri bu malzemelerin tümünde negatif değerde ve sentezlenebilir oldukları tespit edildi. Elektronik bant yapıları, toplam ve kısmi durum yoğunlukları hesaplandı ve grafikleri çizildi. İncelenen bu hidrit bileşiklerin Fermi seviyesi civarında elektronik bantları arasında bir GAP’a sahip oldukları ve yalıtkan özellikte oldukları görüldü. Mekanik özellikler kapsamında bu hidrit bileşiklerin ikinci mertebeden elastik sabitleri, Bulk modülü, Young modülü, Shear modülü, B/G oranı ve Poisson oranı elde edildi. Ayrıca, 0 kbar – 200 kbar arasında örgü sabitlerinin, elastik sabitlerinin ve elastik modüllerinin basınçla değişimi hesaplanarak çizildi. Elastik sabitlerinden Born kararlılık şartlarını sağladıkları ve mekanik olarak kararlı yapıda oldukları belirlendi. Hidrojen depolama özellikleri kapsamında bu hidrit bileşiklerin ağırlıkça gravimetrik hidrojen yoğunluğu ve desorpsiyon sıcaklıkları hesaplandı. Ağırlıkça Gravimetrik hidrojen yoğunluğu LiBH4 için %15.61, Li(BH)3 için ağırlıkça %6.65, NaBH4 için %9.63 ve Na(BH)3 için %4.91 olarak elde edildi.