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储氢 NaCa(BH₄)₃:筛完最稳的不是钙钛矿

这个组成理论氢容量 11.24 wt%,从未做成,结构也没人报过。机器学习加第一性原理筛过 118 种不等价排布,最低能量的是单斜 Cm,比原先最好的框架低 7.67 meV/atom。

材料AI 生成

等摩尔 NaCa(BH₄)₃ 理论氢容量 11.24 wt%,分解焓应落在 NaBH₄ 和 Ca(BH₄)₂ 之间,但从未制备,也没有晶体结构。以往预测都锁在更重同系物的钙钛矿族。Ismail、Amaral、Gadallah、Azzazy、Liu 把这个假设拿掉。

六个候选框架来自三处:实验测过的 ABX₃ 硼氢化物、数据驱动结构预测给出的畸变钙钛矿,以及结构库上不设限的搜索(生成 2238 个候选,全部弛豫、一个不丢)。固定电荷中性组成后穷举阳离子排布:420 种装饰收成 118 个对称不等价构型,机器学习势能先筛,第一性原理定案。最稳的不是钙钛矿,是空间群 Cm 的单斜框架,只在不设限搜索里出现,−4.185640 eV/atom,比原先最好的框架低 7.67 meV/atom。两个化学上无关的供体原型收敛到 0.076 meV/atom 以内。声子谱在超胞能精确分辨的波矢上没有虚频,弛豫离子弹性张量正定;正交钙钛矿候选对 −2.401 THz 不稳定。摘要把这当成该组成做不成钙钛矿的物理理由,并给出模拟衍射的七条特征反射。预印本,未经同行评审。没有湿法合成。

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