《表1 Li7MB8H32 (M=Li、Fe、Co和Ni) 体系的晶胞参数及能量计算值》

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《Fe、Co和Ni掺杂LiBH_4放氢性能的第一性原理研究》

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常温下，Li BH4具有正交结构，空间群为Pnma，晶胞参数为a=7.179、b=4.437、c=6.803，原子坐标为Li（4c）（0.157、0.25、0.102） 、B（4c）（0.304、0.25、0.431） 、H1（4c）（0.9、0.25、0.956） 、H2（4c）（0.404、0.25、0.28） 和H3（8d）（0.172、0.05、0.428） [19]。对上述Li BH4晶胞进行几何结构优化，所得结果（a=7.255、b=4.398、c=6.727）（表1） 与实验测试（a=7.179、b=4.437、c=6.803[19]）及理论计算值（a=7.32、b=4.37、c=6.59[20]）非常接近。将优化的Li BH4晶胞沿b轴延伸建立1×2×1超胞模型（a=7.255、b=8.795、c=6.727），如图1所示，该超胞模型包含8个Li原子、8个B原子和32个H原子，标记为Li8B8H32（M0-Li）。由图1可见，Li BH4晶胞内1个B原子周围围绕4个氢原子（HA、HB、HC和HD）组成[BH4]单元。通过Fe、Co、Ni分别置换图1中Li原子（4c）（0.338、0.375、0.613）（标记为S1），构建Fe、Co、Ni掺杂体系Li7Fe B8H32（M0-Fe）、Li7CoB8H32（M0-Co）、Li7Ni B8H32（M0-Ni）。对掺杂体系晶胞结构进行几何优化，所得结果列于表1。很显然，与本体M0-Li体系晶胞参数相比，Fe、Co、Ni添加使体系晶胞略沿b轴伸展、沿c轴收缩，这源于掺杂元素Fe（1.17）、Co（1.16）和Ni（1.15）的原子半径与被掺杂元素Li的原子半径（1.23）存在差异。为便于分析，本工作中以Li7MB8H32（M=Li、Fe、Co和Ni）代表所有研究体系Li8B8H32（M0-Li）、Li7Fe B8H32（M0-Fe）、Li7CoB8H32（M0-Co）和Li7Ni B8H32（M0-Ni）。