Title
Утицај допирања на електронску структуру и стабилност алуминијум-хидрида и литијум-тетрахидридоалумината(III)
Creator
Dragojlović, Milijana, 1986-
CONOR:
108005385
Copyright date
2023
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 10.02.2023.
Other responsibilities
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Fakultet za fizičku hemiju
Alternative title
The influence of doping on electronic structure and stability of aluminum-hydride and lithium-tetrahydridealuminate(III)
Publisher
[М. Драгојловић]
Format
95 стр.
description
Физичка хемија - Физичка хемија чврстог стања / Physical chemistrу - Physical chemistry of the solid state
Abstract (sr)
У складу са интензивним развојем метода синтезе и модификације материјала за складиштење
водоника, овде је представљена детаљна упоредна студија три AlH3 полиморфа (α-, β-, γ-) и LiAlH4
која има за циљ да објасни и усмери на потенцијална побољшања у циљу примене ових
материјала. Прорачуни електронске структуре засновани на теорији функционала густине
коришћени су за испитивање стабилности и природе веза у α-, β- и γ-AlH3. Електронска својства
су проучавана коришћењем апроксимације генерализованог градијента (GGA- PBE), као и
додатно Тран-Блахиним модификованим Бек-Џонсоновим потенцијалом (TB-mBJ) за измену.
Истражeн је ефекат различитих металних допаната у α- и β-AlH3. Разматрана је супституциона
инкорпорација металних допаната (Li, Sc, Ti, Cu, Cr, Fe, Nb, Mo, Zn или Zr) као и интерстицијално
допирање са Li, Sc, Ti, Cu и Zr. Разматрана је кинетика десорпције водоника за неколико
интерстицијално допираних случајева, израчунавањем стабилности сопствених тачкастих
дефеката. Показано је да је супституционо/интерстицијално допирање алуминијум-хидрида Zr,Ti
и Sc побољшало термодинамичке и кинетичке особине ових материјала у смислу могуће примене
у системима за складиштење водоника.
LiAlH4 је проучаван као комплексни хидрид и перспективан представник комплексних хидрида
са великом теоријском гравиметријском густином од 10.6 wt%H2. У циљу снижавања температуре
на којој се ослобађа водоник, проучаван је каталитички утицај Fe2O3 на LiAlH4 дехидрогенацију,
као модел случај за разумевање ефеката који адитиви оксида прелазних метала имају у овом
процесу. 57Fe - Месбауерова спектроскопија показала је промену у оксидационом стању гвожђа
током десорпције водоника. Електронски трансфер из хидрида је разматран као предложени
механизам дестабилизације LiAlH4 + 5 wt% Fe2O3.
Abstract (en)
In line with the recent developments in the synthesis and modification of hydrogen storage materials,
here presented a detailed comparative study of three AlH3 polymorphs (α-, β-, γ-) and LiAlH4 is aimed
to explain and potentially guide the improvements in the applicability of these materials. Еlectronic
structure calculations based on the density functional theory (DFT) are used to address stability and
bonding in α-, β- and γ-AlH3. Electronic properties are studied using GGA-PBE for exchange-correlation,
as well as the TB-mBJ potential for exchange. Attention is focused on an investigation of the effects of
various metal dopants in α- and β-AlH3, to perceive a way of enhancing them. Substitutional
incorporation of the metal dopants (Li, Sc, Ti, Cu, Cr, Fe, Nb, Mo, Zn, or Zr) is considered, as well as
interstitial doping with Li, Sc, Ti, Cu, and Zr. The kinetics of hydrogen desorption is also considered for
several interstitially doped cases, by calculating the stability of native point defects. Promising results
are presented for Zr, Ti, and Sc-doped hydrides, showing how both their stability and kinetics of
hydrogen desorption are improved.
LiAlH4 is studied as a promising representative of complex metal hydrides, having a theoretical
gravimetric density of 10.6 wt%H2. In order to decrease the temperature of hydrogen desorption, we
investigated the catalytic influence of Fe2O3 on LiAlH4 dehydrogenation, as a model case for
understanding the effects of transition metal oxide additives in this process.
57Fe Mössbauer study shows the change in the oxidational state of iron during hydrogen desorption. The
electron transfer from hydrides is discussed as the proposed mechanism of destabilization of LiAlH4+5
wt%Fe2O3
Authors Key words
метални хидриди, комплексни метални хидриди; електронска структура;
складиштење водоника; DFT; FPLAPW+lo; псеудопотенцијали; допирање
Authors Key words
metal hydrides; complex metal hydrides, electronic structure; hydrogen storage; DFT;
FPLAPW+lo; pseudopotentials; doping
Classification
546.112:544.2(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
У складу са интензивним развојем метода синтезе и модификације материјала за складиштење
водоника, овде је представљена детаљна упоредна студија три AlH3 полиморфа (α-, β-, γ-) и LiAlH4
која има за циљ да објасни и усмери на потенцијална побољшања у циљу примене ових
материјала. Прорачуни електронске структуре засновани на теорији функционала густине
коришћени су за испитивање стабилности и природе веза у α-, β- и γ-AlH3. Електронска својства
су проучавана коришћењем апроксимације генерализованог градијента (GGA- PBE), као и
додатно Тран-Блахиним модификованим Бек-Џонсоновим потенцијалом (TB-mBJ) за измену.
Истражeн је ефекат различитих металних допаната у α- и β-AlH3. Разматрана је супституциона
инкорпорација металних допаната (Li, Sc, Ti, Cu, Cr, Fe, Nb, Mo, Zn или Zr) као и интерстицијално
допирање са Li, Sc, Ti, Cu и Zr. Разматрана је кинетика десорпције водоника за неколико
интерстицијално допираних случајева, израчунавањем стабилности сопствених тачкастих
дефеката. Показано је да је супституционо/интерстицијално допирање алуминијум-хидрида Zr,Ti
и Sc побољшало термодинамичке и кинетичке особине ових материјала у смислу могуће примене
у системима за складиштење водоника.
LiAlH4 је проучаван као комплексни хидрид и перспективан представник комплексних хидрида
са великом теоријском гравиметријском густином од 10.6 wt%H2. У циљу снижавања температуре
на којој се ослобађа водоник, проучаван је каталитички утицај Fe2O3 на LiAlH4 дехидрогенацију,
као модел случај за разумевање ефеката који адитиви оксида прелазних метала имају у овом
процесу. 57Fe - Месбауерова спектроскопија показала је промену у оксидационом стању гвожђа
током десорпције водоника. Електронски трансфер из хидрида је разматран као предложени
механизам дестабилизације LiAlH4 + 5 wt% Fe2O3.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.