The DFT study of the structural, hydrogen, electronic, mechanical, thermal, and optical properties of KXH3 (X = Ca, Sc, Ti, & Ni) perovskites for H2 storage applications
Notice bibliographique
Résumé
<title>Abstract</title> In this study, we employ density functional theory calculations to comprehensively investigate the structural, electronic, hydrogen storage capacity, mechanical, thermal, and optical properties of KXH<sub>3</sub> (X = Ca, Sc, Ti, & Ni) hydride perovskites, unveiling their potential for H<sub>2</sub> storage applications. The lattice parameters, calculated using the GGA-PBE functional, are found to be 4.482 Å, 4.154 Å, 3.974 Å, and 3.686 Å for KCaH<sub>3</sub>, KScH<sub>3</sub>, KTiH<sub>3</sub>, and KNiH<sub>3</sub>, respectively. Interestingly, the electronic structure analysis reveals that while KScH<sub>3</sub>, KTiH<sub>3</sub>, and KNiH<sub>3</sub> exhibit metallic behavior, KCaH<sub>3</sub> stands out as a semiconductor. Population analysis indicates that these compounds possess a strong potential for hydrogen storage due to their strong bonding and long bond lengths. Furthermore, the investigation of dynamic and mechanical stability suggests that the studied materials are promising candidates for experimental synthesis, as they exhibit both thermodynamic and mechanical stability. Gravimetric analysis reveals promising hydrogen storage capacities of 3.646 wt%, 3.452 wt%, 3.346 wt%, and 3.005 wt% for KCaH<sub>3</sub>, KScH<sub>3</sub>, KTiH<sub>3</sub>, and KNiH<sub>3</sub>, respectively. The calculated hydrogen desorption temperatures are 442.40 K for KCaH<sub>3</sub>, 518.68 K for KScH<sub>3</sub>, 592.47 K for KTiH<sub>3</sub>, and 614.82 K for KNiH<sub>3</sub>, indicating the suitability of these materials for hydrogen storage applications within practical operating temperature ranges. <bold>Novelty Statement:</bold> In this study, we present a comprehensive theoretical investigation of the novel perovskite materials KXH<sub>3</sub>(X = Ca, Sc, Ti, Ni), encompassing their structural, electronic, hydrogen storage, mechanical, thermal, and optical properties. To the best of our knowledge, this is the first report providing insights into these unexplored compounds, as no previous theoretical or experimental studies have been conducted on them.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».