Uticaj modifikacije strukture MgH2 borom na proces dehidriranja

Abstract

Cilj ove doktorske disertacije je ispitati kakav uticaj ima modifikacija struktureMgH2 borom na proces dehidriranja. U prvom delu teze rađeni su proračuni na bazi teorijefunkcionala gustine naelektrisanja (DFT od Density Functional Theory) u kojima susimulirane strukture MgH2 sa različitim procentom dodatog bora, kao i proračuni ukojima je simulirana (110) površina MgH2 bez i sa dodatkom bora. Praćen je uticajkoncentracije bora na stabilnost dopiranog jedinjenja i njegove elektronske osobine.Ispitane su interakcije atoma u dopiranom sistemu u odnosu na nedopiran hidrid i kakoone utiču na difuziju vodonika odnosno vakancija u njemu. Ispitana je i zavisnostdesorpcionih energija vodonika u funkciji zasićenosti i konfiguracije površine i dubinedesorbovanih atoma u odnosu na površinu hidrida. Pronalaženjem putanje minimalneenergije metodom napregnute elastične trake (NEB od Nudged Elastic Band) su određeneaktivacione energije za proces desorpcije molekula vodonika iz dve različitekonfiguracije sa dopirane i nedopirane (110) površine MgH2 i difuziju vakancija uzapremini hidrida. U drugom delu teze uticaj koji bor ima na dehidriranje MgH2 ispitivanje eksperimentalno, na uzorcima hidrida koji su bombardovani jonima B3+ energije 45keV i fluenci 1012, 1015 i 1016 jona/cm2. Metodama rendgenostrukturne analize (XRD),laserske metode za određivanje raspodele veličine čestica (PSD) i skenirajuće elektronskemikroskopije (SEM) određene su morfologija i mikrostruktura početnog i bombardovanihuzoraka. Proces dehidriranja praćen je temperaturno programiranom desorpcijom (TPD)...

The goal of doctoral dissertation was to investigate the influence of MgH2 structuremodification with boron on its dehydrogenation process. In the first part of the thesis weredone density functional theory (DFT) simulations of bulk MgH2 structures with differentamounts of boron and slab calculations of clean and boron doped (110) MgH2 surface.The influence of boron concentration on structure stability and its electronic propertieswas investigated. Atomic interactions in doped and undoped system and its influence onhydrogen and vacancy diffusion were also investigated. Hydrogen desorption energiesfrom (110) surface and its dependence on the surface configuration and saturation werecalculated. It was also calculated dependence of hydrogen desorption energy on itsdistance from the surface. Nudged elastic band (NEB) method was used to obtainhydrogen molecule desorption activation energies from boron doped and undoped (110)MgH2 surface in two different hydrogen atoms arrangements. Activation energies forvacancy diffusion in doped and undoped MgH2 bulk were also determined with thismethod...