Ultrahigh hydrogen storage capacity of B3O3 monolayer with electric-field-controlled reversible dehydrogenation
Notice bibliographique
Résumé
State-of-the-art density functional theory (DFT) calculations were employed to investigate the potential of the newly synthesized porous B 3 O 3 monolayer (ML) for hydrogen storage applications. While pristine B 3 O 3 ML exhibits weak hydrogen adsorption ( E a d s ≅ 0.12 eV per H 2 molecule), its decoration with lithium (Li) or sodium (Na) can significantly enhance the average adsorption energy ( E a d s ≅ 0.32 eV per H 2 molecule). The pore of B 3 O 3 has more capacity towards Li doping, with the ability to accommodate up to six Li atoms, each capable of attracting more than three H 2 molecules, compared to a maximum of only two Na atoms. Ab-initio molecular dynamics (AIMD) simulations confirm the thermodynamic stability of both 6Li@B 3 O 3 and 2Na@B 3 O 3 MLs at room temperature (RT ∼ 300 K). Thermodynamic analysis, based on Langmuir model, showed that the 6Li@B 3 O 3 primitive cell can store approximately 19.26 H 2 molecules, yielding a high effective gravimetric capacity ( C e f f ≅ 16.09 wt% at RT), whereas 2Na@ B 3 O 3 can store about 11.58 H 2 molecules only ( C e f f ≅ 10.07 wt% at RT). Both values are significantly higher than the U.S. Department of Energy's 2025 target of 5.5 wt%. Furthermore, charge transfer analysis based on the Bader method and charge density difference (CDD) has confirmed charge transfer from Li/Na atoms to H 2 molecules, confirming the role of H 2 as charge acceptors. The application of electric fields oriented away from the surface can reduce the adsorption energy, thereby facilitating H 2 desorption. Based on these characteristics, Li- and Na-decorated B 3 O 3 ML stand out as promising candidate materials for hydrogen storage applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».