用分子动力学模拟水合物储氢

高等学校化学学报

用分子动力学模拟水合物储氢

李小森

中国科学院广州能源研究所, 广州 510640

收稿日期:2006-02-21 修回日期:1900-01-01 出版日期:2007-03-10 发布日期:2007-03-10
通讯作者: 李小森

Molecular Dynamics Simulation of Storage Hydrogen in Hydrate

LI Xiao-Sen

Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China

Received:2006-02-21 Revised:1900-01-01 Online:2007-03-10 Published:2007-03-10
Contact: LI Xiao-Sen

摘要/Abstract

摘要： 用分子动力学(MD)模拟方法系统研究了结构Ⅰ型(SⅠ)和结构H型(SH)氢气水合物中氢气的占据情况并确定了氢气水合物的稳定结构: SⅠ水合物氢气分子数小胞中为2, 大胞中为3; SH水合物氢气分子数小胞中为2, 中胞中为2, 大胞中为11. 分析了稳定情况下水合物各胞腔内氢气分子之间的径向分布函数(RDF), 得出了氢气分子在各胞腔内的稳定位置. 由稳定位置得到了稳定结构下氢气水合物的储氢质量分数: SⅠ为5.085%, SH为6.467%. 与实验对比得出结论: SH水合物稳定结构下的储氢能力最强.

关键词: 水合物, 分子动力学模拟, 储氢, 稳定结构

Abstract: The structures of hydrogen hydrates with structure Ⅰ(SⅠ) and structure H(SH), are studied systematically with molecular dynamics simulation, and the stable structures of hydrogen hydrates are obtained. The structures shows the occupation of hydrogen: there are two H₂ molecules in a small cage and three H₂ molecules in a big cage in SⅠ hydrate; there are two H₂ molecules in a small cage, two H₂ molecules in a middle cage, eleven H₂ molecules in a big cage in SH hydrate. The radial distribution function(RDF) for hydrogen-hydrogen in each cage of hydrogen hydrate is also investigated. Furthermore, the stable positions of hydrogen in each cage are determined. With these stable positions, the hydrogen storage capability of the hydrate is 5.085%(mass fraction) for SⅠ and 6.467%(mass fraction) for SH. Compared to experiment, it is found that the hydrogen storage capacity of the SH hydrate with the stable structure is most excellent.

Key words: Hydrate, Molecular dynamics simulation, Hydrogen storage, Stable structure

中图分类号:

O641

TrendMD:

李小森 . 用分子动力学模拟水合物储氢. 高等学校化学学报, doi: .

LI Xiao-Sen. Molecular Dynamics Simulation of Storage Hydrogen in Hydrate. Chem. J. Chinese Universities, doi: .

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