テトラセン系多孔質炭素シートへのLi・Na・K修飾による水素貯蔵特性のDFT解析

要約

密度汎関数理論（DFT）を用い、ジグザグおよびアームチェア端を持つテトラセン系多孔質炭素シート（CHシート）への水素分子吸着を検討した。Li修飾CHシートの結合エネルギーは−2.070 eVと最大値を示し、4分子のH₂に対する貯蔵容量はLi：7.49 wt%、Na：7.31 wt%、K：7.14 wt%となり、いずれも米国エネルギー省（DOE）の目標値を上回った。電子移動解析では、アルカリ金属のMulliken電荷減少がH₂のσ軌道からs軌道への電子移動を示し、吸着強化の機構が明らかになった。

メカニズム

アルカリ金属（Li・Na・K）修飾によりH₂のσ軌道から金属s軌道への電子移動が生じ、CHシート上での水素吸着エネルギーが増大する。