Real Space Observations of Magnesium Hydride Formation and Decomposition
T. Herranz, K. F. McCarty, B. Santos, M. Monti, J. de la Figuera
氢化镁的形成和热分解的机制直接使用原位成像检查。
The mechanisms of magnesium hydride formation and thermal decomposition are directly examined using in-situ imaging.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Dopant-vacancy binding effects in Li-doped magnesium hydride
采用从头计算和统计力学相结合的方法研究了Li+取代Mg 2+的氢化镁（MgH 2）中伴随着氢空位形成的正电荷（相对于原始离子）.我们在这里表明，掺杂剂和空位缺陷之间的结合能导致一个显着的分数被困的空位，因此，可用于扩散的自由空位的数量急剧减少。自由空位的浓度最初随掺杂剂浓度增加，但在约1摩尔% Li掺杂时达到最大值，并随着进一步掺杂而缓慢降低。在最佳掺杂水平下，相应的自由空位浓度远高于典型储氢条件下纯MgH 2中带电和中性空位的平衡浓度。我们还表明，锂掺杂的MgH 2是结晶亚稳相对于纯镁和锂离子电池在任何显着的锂浓度的相分离，即使在考虑由掺杂剂-空位相互作用和构型熵效应提供的稳定。我们的研究结果表明，锂掺杂可以提高氢扩散氢化物，但只有在有限的程度上确定的最佳掺杂剂浓度和条件的掺杂相的稳定性。
Coupling Thermal Integration of a Solid Oxide Fuel Cell with a Magnesium Metal Hydride Tank
本文模拟和研究了圆柱形镁金属氢化物贮箱在700 ℃下与运行中的固体氧化物燃料电池（SOFC）热耦合时的脱氢行为。利用三维验证数学模型，模拟了氢从圆柱形镁氢化物储罐中的解吸过程。四个场景进行了模拟：一个基本情况下，其中的热源解吸过程是一个外部加热器周围的坦克。第二种情况检查的辐射热传递的影响，从固体氧化物燃料电池的金属氢化物作为一个可能的热源的解吸过程。第三种方案使用来自SOFC阴极的废气作为被驱动到氢化物的热源，第四种方案是来自SOFC阴极的废气和外部加热器两者的组合作为用于解吸的热源。结果表明，采用外加热器和排气热结合的方式，可以使燃料电池的温度分布均匀，提高了脱附能力。
First principles modelling of magnesium titanium hydrides
Mg与Ti混合导致氢化物Mg（x）Ti（1-x）H2，与MgH 2相比，对于x < 0.8，氢化（脱）氢性能显著改善。光学上，Mg（x）Ti（1-x）H2的薄膜具有黑色外观，这对于氢化物材料是显著的。本文采用密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了Mg（x）Ti（1-x）H2，x= 0-1的结构和稳定性.我们给出的证据萤石金红石相变在临界组合物x（c）= 0.8-0.9，这与实验观察到的急剧下降（脱）氢化率在此组合物。Mg（x）Ti（1-x）H2的态密度在费米能级处有一个峰，由Ti d态组成。然而，Ti原子位置的无序容易破坏金属等离子体，这抑制了光学反射。带间跃迁导致在大的能量范围内无特征的光吸收，导致Mg（x）Ti（1-x）H2的黑色外观。
Structural properties and enthalpy of formation of magnesium hydride from quantum Monte Carlo calculations
采用扩散蒙特卡罗（DMC）方法研究了氢化镁（MgH $_2$）的结构性质，包括压力-体积状态方程、结合能和氢的生成焓。计算采用赝势和B-样条基组来扩展用于构建试验波函数的单粒子轨道。系统大小，时间步长，和其他来源的错误，进行周期性重复系统高达1050个原子，广泛的测试表明，所有这些错误一起可以减少到低于10毫电子伏每公式单位。我们发现与实验的Mg和MgH $_2$晶体的平衡体积非常一致。测得Mg晶体的结合能为1.51（1）eV，与实验值1.51 eV完全一致。由Mg本体和H-$_2$气体生成MgH-$_2$的焓为$0.85 \pm 0.01$ eV/分子式单位，或$82 \pm 1$ kJ/mole，与实验值$76.1 \pm 1$ kJ/mole仅相差6 kJ/mole。这表明DMC在该系统上几乎可以达到化学精度（1千卡/摩尔）。密度泛函理论的错误被证明是大得多，并强烈依赖于所采用的功能。
Thermalized and mixed meanfield ADP potentials for magnesium hydrides
本研究在非平衡统计力学框架下开发平均场近似与数值求积方案，构建适用于有限温度和任意原子摩尔分数的氢化镁TADP势，经多维度测试验证其预测局域平衡性质的准确性与MD直接计算结果高度一致。
Ti4+ Substituted Magnesium Hydride as Promising Material for Hydrogen Storage and Photovoltaic Applications
为了克服MgH 2在车载储氢应用中的不足，对Ti（2+，3+，4+）取代的MgH 2进行了第一性原理计算。计算的生成焓和H位能表明，Ti取代Mg位降低了MgH 2的稳定性，提高了MgH 2的储氢性能，Ti在MgH 2中更倾向于+4氧化态。通过偏态密度、电子局域化函数和Bader电荷对这些体系进行成键分析，证实了离子-共价键的存在。杂化泛函计算得到的电子结构表明，Ti4+取代MgH 2中形成了中间带（IB），通过IB从价带到导带的多光子吸收，提高了太阳能电池的效率，并将太阳光谱中的低能光子转化为电能.此外，我们计算的载流子有效质量和光学吸收光谱表明，Ti 4+取代的MgH 2是适合于更高效率的光伏应用。我们的研究结果表明，Ti4+取代的MgH 2可以被认为是一种有前途的材料，用于储氢以及光伏应用。
Chemical transformation of MgH2/V2O5 composite to Mg-V-O rock salt and its influence on the electrochemical Li conversion and hydrogen storage characteristics of MgH2
研究了含钒氧化物的镁氢化物作为储氢材料的锂转化行为，通过X射线衍射和X射线光电子能谱分析发现镁钒氧化物岩盐结构的形成，表明添加剂显著影响锂与镁氢化物的反应，导致高初始放电容量和有限充电容量，且体积膨胀非不可逆原因。
Magnesium hydride films deposited on flexible substrates: Structure, morphology and hydrogen sorption properties
本文用反应等离子体辅助溅射一步制备1.8 μm MgH2柔性薄膜，对比石墨与聚酰亚胺基底，发现石墨上薄膜经28次循环仍完全可逆且不分层。
Magnesium-graphene interphase boundaries created by high-pressure torsion enhance hydrogen storage kinetics:Mechanisms and significance of activation energy and frequency factor
通过高压扭转制备镁-石墨烯界面边界，提升镁氢化物反应动力学，揭示界面工程对氢存储材料性能的影响。
Formation of transition metal hydrides at high pressures
硅烷（SiH4）被发现（部分）分解，在室温下，在50 GPa以上的压力，纯Si和H2。所释放的氢与金刚石砧座单元中周围的金属反应以形成金属氧化物。在硅烷分解后观察到氢化物的形成。根据先前实验报告的数据（Ehrts等人，Science 319，1506（2008）），所要求保护的硅烷的高压金属和超导相被鉴定为氢化铂，其在硅烷分解后形成。这些观察结果表明，考虑可能的化学反应的重要性，这些反应在高压实验中经常被忽视。
Materials for hydrogen-based energy storage: Past, recent progress and future outlook
氢化镁在固体储氢材料方面占有最大的份额。为IEA Task 32 Hydrogen Based Energy Storage做出贡献的国际镁专家组最近发表了两篇综述论文，介绍了该小组的活动重点是氢化镁基材料和用于氢和能量存储的镁基化合物。这篇综述文章不仅概述了镁基复合材料的基本方面及其应用的最新活动，而且还介绍了该主题的历史概述，并概述了未来的发展。重点介绍了Mg-H体系在极压下的理论和实验研究、MgH 2体系的动力学和热力学研究、纳米结构研究、新型镁基化合物和新型复合材料研究以及镁基储氢体系中的催化作用研究。最后，热能存储和放大氢存储系统容纳MgH 2。
High-pressure formation and stabilization of iridium hydrides
用密度泛函理论（DFT）从头算方法计算了一类铱配合物IrH_x（x=0.5，1-4，6）.预计在过量氢环境中和压缩时，许多α-烯烃将稳定。计算了三氢化物（P6_3mc）和二氢化物（Ibam）分解成纯元素的临界压力分别为~5和~14 GPa。二氢化物（Ibam）在P~14 GPa时动态稳定，三氢化物在P > 25 GPa时动态稳定.在二氢化物和三氢化物中，铱原子与氢形成短的定向接触，这是共价键的典型特征。三氢化物表现出分子特征，并且其相对稳定性被计算为高于二氢化物，至少高达约。75GPa。
Exploring Hydride Formation in Stainless Steel Revisits Theory of Hydrogen Embrittlement
已经提出了各种氢脆机制，但氢致材料降解的原因仍然不清楚。这项工作表明，由于相不稳定性（分解）的氢脆。原位衍射测量揭示了在不锈钢中形成的亚稳的氢化物，通常被宣布为非氢化物形成材料。通过提高电化学充电过程中的氢化学势和氢材料的低缺陷形成能，氢化物的形成是可能的。我们的研究结果表明，氢诱导的材料降解，只有在现场和实时测量脆化过程中才能理解。
Synthesis, properties and thermal decomposition of the Ta4AlC3 MAX phase
本工作描述了一种高相纯度的Ta 4AlC 3 MAX相块体陶瓷的合成路线。通过在1200-1650°C范围内对氢化钽、铝和碳粉末混合物进行热压和放电等离子体烧结来实现压力辅助致密化。通过X射线衍射和扫描电子显微镜，其特征在于作为烧结温度的函数的相存在和显微结构。在1500 ℃、30 MPa条件下热压30 min，获得了高纯α-Ta 4AlC 3。在SPS制备的样品中观察到β-Ta_4AlC_3同素异形体。测定了高纯块体试样的弹性模量、维氏硬度、抗弯强度和单边V型缺口梁断裂韧性。研究了Ta 4AlC 3在1200°C和1250°C高真空下热分解为碳化钽和铝蒸气的过程，作为制备多孔碳化钽部件的可能工艺路线。
Conditional spinodal decomposition in Li-Mg anodes for lithium metal batteries
发现Li-Mg负极中形成有序B2相与β-BCC相发生条件调幅分解，产生均匀互连的富锂β-BCC和贫锂B2相，前者提供快速锂扩散路径，抑制高电流密度下枝晶形成。
Atomic-scale modeling of the thermal decomposition of titanium(IV)-isopropoxide
本研究结合ReaxFF-MD与元动力学模拟TTIP热解，发现优于β-氢化物消除的反应路径，并提供原子尺度反应势垒与预测框架。
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