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第一原理研究矽烯吸附金屬原子之儲氫

為了解決msi電池設定的問題，作者呂健儀 這樣論述：

本研究是以第一原理模擬軟體Dmol3探討矽烯吸附金屬原子之儲氫研究。其中本研究之矽烯所吸附之金屬原子為常見的鹼金屬(Li、Na、K)和鹼土金屬(Be、Mg、Ca)。本文所研究的矽烯吸附金屬原子之結構簡稱為Silicene-X結構，X為金屬原子的代稱(如Silicene-Li)。本文研究金屬原子裝飾矽烯之儲氫，因不會使氫分子解離，且平均吸附能(0.1~0.24eV)不高，屬於物理吸附。本研究運用Dmol3軟體分析矽烯吸附個別金屬原子之儲氫結構以及各結構之儲氫重量百分比，是否達到美國能源局(Department of Energy US，DOE)在2017年所制定的標準值5.5wt%。最後本研究

將探討個別的金屬裝飾Silicene-X結構之解吸附方式，本文使用加溫解吸附。 本研究結果分為三個部分進行探討：第一部分，是研究矽烯吸附金屬原子(Silicene-X結構)之最佳吸附位置。第二部分，是以第一部分研究結果(Silicene-X結構之最佳吸附位置)，接續進行吸附氫分子之儲氫研究。第三部分，是以第二部分研究結果(Silicene-X吸附一個氫分子)，進一步探討加熱解吸附方式。 本研究證實，只有Silicene-Na、Silicene-K、Silicene-Mg與Silicene-Ca的儲氫重量百分比超過美國能源局的儲氫標準值(5.5wt%)。此外本研究發現，在加溫解吸附方

面，Silicene-Li、Silicene-Na、Silicene-K和Silicene-Ca的金屬原子經過500K加溫後存在漂移問題(僅0.26Å左右)，並不影響整體Silicene-X結構進行吸附、解吸附氫分子。然而Silicene-Be與Silicene-Mg其金屬原子經過500K加溫後其金屬原子幾乎無飄移問題。綜上所述，Silicene-Na、Silicene-K、Silicene-Mg與Silicene-Ca因其儲氫重量百分比分別為6.863wt%、7.208wt%、5.903wt%和6.337wt%，超過美國能源局的儲氫標準值(5.5wt%)。此外也可適合應用於加溫進行解吸附氫分

子，因此Silicene-Na、Silicene-K、Silicene-Mg與Silicene-Ca是(解)吸附氫分子的良好儲氫材料。