بررسي ذخيره سازي هيدروژن بر روي نانولوله ي سيليكون كربيد تحت ميدان الكتريكي خارجي با روش محاسباتي DFT

Density Functional study of Hydrogen Storage on Silicon Carbide Nanotube under the external Electric Field

با استفاده از محاسبات تابع چگال جذب هيدروژن بر روي نانولوله سيليكون كربيد تحت ميدان هاي الكتريكي در گستره هاي 0 تا 015/0 a.u. و 0 تا a.u. 0/025 به ترتيب در عرض و طول نانولوله بررسي شده است. هنگامي كه هيدروژن در راستاي ميدان الكتريكي قرار مي گيرد در هر دو جهت مثبت و منفي با افزايش ميدان الكتريكي انرژي جذب افزايش مي يابد. انرژي جذب در راستاي عرضي و جهت مثبت هنگامي كه ميدان a.u 0/015 اعمال مي شود به eV -0/18 مي رسد. ميدان الكتريكي در راستاي طولي نانولوله همانگونه كه باعث افزايش جذب هيدروژن مي شود تاثير عكس نيز دارد. هرچند كه ميزان افزايش انرژي جذب هيدروژن از ميزان كاهش آن بيشتر است اما برآيند انرژي هاي جذب در تمام مكان ها مقدار چشمگيري ندارد. اعمال ميدان موجب كاهش انرژي گپ شده اما سامانه خاصيت نيم رسانايي خود را در ميدان هاي 025/0 و a.u 0/015 حفظ مي كند. با حذف ميدان الكتريكي از سامانه گاز و نانولوله آن مولكول هايي كه به وسيله ي ميدان الكتريكي جذب شده اند از نانولوله جدا مي شوند و از اين رو ميدان الكتريكي به انجام هر دو فرايند جذب و واجذب كمك مي كند.

Using density functional calculations, hydrogen adsorption has been investigated on silicon carbide nanotube under transverse and longitudinal electric fields of the ranges from 0 to 0.015 and 0 to 0.025 a.u respectively. Once Hydrogen is located parallel to the electric field vector, in both positive and negative directions, the binding energy with increasing the field strength is enhanced finally. The binding energy in the +x-direction, when the electric field reaches 0.015 a.u. become -0.018 eV. The longitudinal electric field on the nanotube increases the binding energy in a position and decreases it in some other positions. Although the amount of adsorption increasing is more than that of decreasing one, the consequent of the binding energies in different sites is not a significant value. Applying electric field causes the reduction of the band gap, but nanotube remains semiconductor in the fields of 0.025 and 0.015a.u.. When the applied electric field is removed, those molecules which adsorbed with the help of the electric field could be released. Hence, an external electric field can simplify both adsorption and desorption processes.