金属氢化物氢气纯化的模拟开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源载体，在未来能源结构转型中扮演着至关重要的角色。

然而，氢气的制取、储存、运输和应用等环节仍面临诸多挑战，其中氢气纯化是制约氢能大规模应用的关键瓶颈之一。

金属氢化物储氢技术具有储氢密度高、安全性好、纯度高等优点，在氢气纯化领域展现出巨大潜力。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者在金属氢化物氢气纯化领域开展了大量的研究工作，并取得了一系列重要进展。

国内研究现状：国内在金属氢化物储氢材料的研究方面起步较晚，但在氢化物种类、制备方法、吸放氢性能等方面取得了显著进展。

例如，中国科学院大连化学物理研究所、浙江大学、华南理工大学等单位在储氢合金的制备、改性以及储氢性能研究方面取得了一系列成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.金属氢化物材料的筛选和表征：-研究不同类型金属氢化物材料的结构、组成、表面性质等因素对氢气纯化性能的影响。

-利用密度泛函理论(dft)等计算方法，模拟不同金属氢化物材料对氢气和常见杂质气体的吸附能、吸附位点、吸附构型等。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论模拟与实验验证相结合的研究方法。

首先，通过文献调研和数据库检索，了解金属氢化物材料的种类、结构、吸附性能等方面的研究现状，以及分子模拟方法在氢气纯化领域中的应用。

其次，利用materialsstudio、gaussian等分子模拟软件，构建不同类型金属氢化物材料的模型，并对其进行结构优化和性质计算。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.利用多尺度模拟方法，从原子尺度到系统尺度，对金属氢化物氢气纯化过程进行全面的模拟研究，揭示其微观机制，为实验研究提供理论指导。

2.构建金属氢化物材料结构与氢气纯化性能之间的构效关系，为新型高性能材料的设计提供理论依据。

3.基于模拟结果，优化金属氢化物氢气纯化系统的设计方案，为开发高效、经济、安全的氢气纯化技术提供技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.王 磊,邓春明,马 雄,等.氢能储运技术及应用[m].北京:化学工业出版社,2020.

2.彭苏萍. 储氢材料与储氢技术[m].北京: 化学工业出版社, 2019.

3.刘建国,徐 华,葛 锦.储氢材料的研究进展[j].材料导报,2018,32(11):1921-1929.