Арсентьев М.Ю., Тихонов П.А., Калинина М.В.

Email: Arsentiev655@scientifictext.ru

 Арсентьев Максим Юрьевич – кандидат химических наук, старший научный сотрудник;

Тихонов Петр Алексеевич – доктор химических наук, советник лаборатории;

Калинина Марина Владимировна – кандидат химических наук, старший научный сотрудник,

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова

Российская Академия наук,

г. Санкт–Петербург

Аннотация: методом компьютерного моделирования исследован механизм адсорбции двухатомного нанокластера TiO на монослойном TiS2. Обнаружено, что наиболее энергетически выгодная конфигурация представляет собой нанокластер, ориентированный перпендикулярно поверхности монослойного материала. Атом титана образует тетраэдр из атома кислорода и трех атомов S монослойногоTiS2. В такой конфигурации обеспечивается свободный доступ молекул H2 к данному тетраэдру. Таким образом, обнаружены условия образования системы, которая может представлять собой интерес для создания материалов для хранения водорода.

Ключевые слова: хранение водорода, монослойные материалы, нанокластеры, метод теории функционала электронной плотности, дисульфид титана.

SEARCH FOR THE MOST ENERGETIC OF FAVORABLE CONFIGURATION OF THE SYSTEM "MONOLAYER TIS₂ - ADSORBED DIATOMIC CLUSTER TIO" USING THE METHOD OF COMPUTER SIMULATION

Arsentiev M.Yu., Tikhonov P.A., Kalinina M.V.

 Arsentiev Maxim Yurevich – PhD in Chemistry, Senior Researcher;

Tikhonov Petr Alekseevich - Doctor of Chemistry, Laboratory Adviser;

Kalinina Marina Vladimirovna – PhD in Chemistry, Senior Researcher,

Institute of Silicate Chemistry. I.V. Grebenshchikov

Russian Academy of Sciences,

St. Petersburg

Abstract: а computer simulation method was used to investigate the mechanism of adsorption of a diatomic TiO nanocluster on monolayer TiS2. It was found that the most favorable configuration is a nanocluster oriented perpendicular to the surface of the monolayer material. The titanium atom forms a tetrahedron of an oxygen atom and three S atoms of a monolayer TiS2. In this configuration, free access of H2 molecules to this tetrahedron is provided. Thus, the conditions for the formation of a system, which may be of interest to create materials for the storage of hydrogen, are discovered.

Keywords: hydrogen storage, monolayer materials, nanoclusters, electron density functional theory method, titanium disulfide.

Список литературы / References

1. Dunn S. Hydrogen futures: Toward a sustainable energy system. Int J Hydrogen Energy, 2002; 27 (3):235-264. doi:10.1016/S0360-3199(01)00131-8.
2. Machrafi H. Green Energy and Technology. (Machrafi H, ed.). Springer-Verlag, 2012. doi:10.2174/97816080528511120101.
3. Lin S-H, Kuo J-L. Towards the ionic limit of two-dimensional materials: monolayer alkaline earth and transition metal halides. Phys Chem Chem Phys. 2014;16(38):20763-20771. doi:10.1039/C4CP02048K
4. Putungan D.B., Lin S.-H., Wei C.-M., Kuo J.-L. Li adsorption, hydrogen storage and dissociation using monolayer MoS2: an ab initio random structure searching approach. Phys Chem Chem Phys., 2015; 17 (17):11367-11374. doi:10.1039/C5CP00977D.
5. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple. Phys Rev Lett., 1996;77(18):3865-3868. doi:10.1103/PhysRevLett.77.3865.
6. Giannozzi P., Baroni S., Bonini N. et al. QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials. J Phys Condens Matter. 2009;21(39):395502. doi:10.1088/0953-8984/21/39/395502.
7. Pack J.D., Monkhorst H.J. Special Points for Brillouin Zone Integrations. Phys Rev B., 1977; 16(4):1748-1749. doi:10.1103/PhysRevB.16.1748.
8. Qu Z., Kroes G.-J. Theoretical Study of the Electronic Structure and Stability of Titanium Dioxide Clusters (TiO2)n with n = 1-9. J Phys Chem B. 2006;110:8998-9007.

Ссылка для цитирования данной статьи

		Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства.
Электронная версия. Арсентьев М.Ю., Тихонов П.А., Калинина М.В. ПОИСК НАИБОЛЕЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ ВЫГОДНОЙ КОНФИГУРАЦИИ СИСТЕМЫ «МОНОСЛОЙНЫЙ TIS2 – АДСОБИРОВАННЫЙ ДВУХАТОМНЫЙ КЛАСТЕР TIO» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ // Вестник науки и образования №1 (55), 2019. [Электронныйресурс].URL: http://scientificjournal.ru/images/PDF/2019/VNO-55/poisk-naibolee.pdf (Дата обращения:ХХ.ХХ.201Х). Печатная версия.  Арсентьев М.Ю., Тихонов П.А., Калинина М.В. ПОИСК НАИБОЛЕЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ ВЫГОДНОЙ КОНФИГУРАЦИИ СИСТЕМЫ «МОНОСЛОЙНЫЙ TIS2 – АДСОБИРОВАННЫЙ ДВУХАТОМНЫЙ КЛАСТЕР TIO» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ // Вестник науки и образования №1 (55), 2019, C. {см. журнал}.

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях

Tweet