Investigación de Primeros Principios de las Propiedades Estructurales, Electrónicas, Termoeléctricas y de Almacenamiento de Hidrógeno de los Hidruros Perovskitas MgXH3 (X = Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu)
Autores: Koufi, Ayoub; Ziat, Younes; Belkhanchi, Hamza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación de Primeros Principios de las Propiedades Estructurales, Electrónicas, Termoeléctricas y de Almacenamiento de Hidrógeno de los Hidruros Perovskitas MgXH3 (X = Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu)
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Boltztrap
Electrónico
Termoelectricidad
Almacenamiento de hidrógeno
Perovskitas
A base de magnesio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo se basa en el paquete BoltzTrap implementado en el código Wien2k para analizar y predecir teóricamente las propiedades estructurales, electrónicas, termoeléctricas y de almacenamiento de hidrógeno de los perovskitas de hidruro MgXH3 (X = Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu). El estudio explora el potencial funcional dual de estos compuestos, destacando cómo su capacidad de almacenamiento de hidrógeno se relaciona con su rendimiento termoeléctrico dependiente de la temperatura. El análisis de las estructuras de bandas y las densidades de estados electrónicos (DOS) revela que todos los compuestos estudiados exhiben un comportamiento metálico, caracterizado por una superposición entre la banda de valencia y la banda de conducción, lo que indica un hueco electrónico cero. Las propiedades térmicas muestran una gran variabilidad dependiendo del metal de transición involucrado. En particular, la conductividad eléctrica y la conductividad térmica evolucionan de manera diferente con la temperatura, influyendo directamente en la figura de mérito (Zt) de los materiales termoeléctricos. Los resultados sugieren que, aunque la mayoría de los compuestos MgXH3 no son candidatos prometedores para aplicaciones termoeléctricas debido a su alta conductividad térmica y baja densidad de estados cerca del EF, MgNiH3 y MgCuH3 se destacan con un atractivo potencial termoeléctrico. Estas propiedades los hacen atractivos para la conversión de energía, la recuperación de calor residual y aplicaciones de refrigeración en estado sólido. Este estudio teórico destaca el potencial de los hidruros de perovskita a base de magnesio en tecnologías de conversión de energía, incluyendo la termoeléctrica y el almacenamiento de hidrógeno.
Descripción
Este artículo se basa en el paquete BoltzTrap implementado en el código Wien2k para analizar y predecir teóricamente las propiedades estructurales, electrónicas, termoeléctricas y de almacenamiento de hidrógeno de los perovskitas de hidruro MgXH3 (X = Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu). El estudio explora el potencial funcional dual de estos compuestos, destacando cómo su capacidad de almacenamiento de hidrógeno se relaciona con su rendimiento termoeléctrico dependiente de la temperatura. El análisis de las estructuras de bandas y las densidades de estados electrónicos (DOS) revela que todos los compuestos estudiados exhiben un comportamiento metálico, caracterizado por una superposición entre la banda de valencia y la banda de conducción, lo que indica un hueco electrónico cero. Las propiedades térmicas muestran una gran variabilidad dependiendo del metal de transición involucrado. En particular, la conductividad eléctrica y la conductividad térmica evolucionan de manera diferente con la temperatura, influyendo directamente en la figura de mérito (Zt) de los materiales termoeléctricos. Los resultados sugieren que, aunque la mayoría de los compuestos MgXH3 no son candidatos prometedores para aplicaciones termoeléctricas debido a su alta conductividad térmica y baja densidad de estados cerca del EF, MgNiH3 y MgCuH3 se destacan con un atractivo potencial termoeléctrico. Estas propiedades los hacen atractivos para la conversión de energía, la recuperación de calor residual y aplicaciones de refrigeración en estado sólido. Este estudio teórico destaca el potencial de los hidruros de perovskita a base de magnesio en tecnologías de conversión de energía, incluyendo la termoeléctrica y el almacenamiento de hidrógeno.