Características físicas de los perovskitas de hidruro XZrH3 (X = Mg, Ca, Sr y Ba) como materiales para el almacenamiento de hidrógeno: una investigación de primeros principios
Autores: Koufi, Ayoub; Ziat, Younes; Belkhanchi, Hamza; Elmeskini, Noureddine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Características físicas de los perovskitas de hidruro XZrH3 (X = Mg, Ca, Sr y Ba) como materiales para el almacenamiento de hidrógeno: una investigación de primeros principios
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Estudio
Teoría de funcionales de densidad
Hidruros de perovskita
Estabilidad mecánica
Estructura electrónica
Propiedades termoeléctricas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se emplea la teoría del funcional de densidad (DFT) dentro de la aproximación de gradiente generalizado (GGA) para investigar las propiedades estructurales, electrónicas, mecánicas y termoeléctricas de los hidruros de perovskita XZrH3 (X = Mg, Ca, Sr, Ba). La estabilidad mecánica y la ductilidad se evalúan a través de la presión de Cauchy, la relación de Pugh y la relación de Poisson, todas las cuales apuntan a un comportamiento dúctil con un carácter de enlace iónico dominante. Los cálculos de la estructura electrónica revelan un comportamiento metálico que surge de la superposición de bandas en el nivel de Fermi. Los datos de energía-volumen de equilibrio se ajustan con la ecuación de estado de Murnaghan, y los coeficientes de transporte se extraen utilizando el paquete BoltzTraP tal como se implementa en WIEN2k. La ausencia de un hueco de banda y la superposición entre las bandas de valencia y conducción confirman un comportamiento similar al de un conductor. La conductividad térmica de la red para MgZrH3, CaZrH3, SrZrH3 y BaZrH3 aumenta de manera monótona con la temperatura. En general, los resultados identifican a MgZrH3 en particular como un candidato prometedor para dispositivos termoeléctricos y almacenamiento de hidrógeno en estado sólido, apoyando así el progreso hacia una economía de hidrógeno sostenible.
Descripción
En este estudio, se emplea la teoría del funcional de densidad (DFT) dentro de la aproximación de gradiente generalizado (GGA) para investigar las propiedades estructurales, electrónicas, mecánicas y termoeléctricas de los hidruros de perovskita XZrH3 (X = Mg, Ca, Sr, Ba). La estabilidad mecánica y la ductilidad se evalúan a través de la presión de Cauchy, la relación de Pugh y la relación de Poisson, todas las cuales apuntan a un comportamiento dúctil con un carácter de enlace iónico dominante. Los cálculos de la estructura electrónica revelan un comportamiento metálico que surge de la superposición de bandas en el nivel de Fermi. Los datos de energía-volumen de equilibrio se ajustan con la ecuación de estado de Murnaghan, y los coeficientes de transporte se extraen utilizando el paquete BoltzTraP tal como se implementa en WIEN2k. La ausencia de un hueco de banda y la superposición entre las bandas de valencia y conducción confirman un comportamiento similar al de un conductor. La conductividad térmica de la red para MgZrH3, CaZrH3, SrZrH3 y BaZrH3 aumenta de manera monótona con la temperatura. En general, los resultados identifican a MgZrH3 en particular como un candidato prometedor para dispositivos termoeléctricos y almacenamiento de hidrógeno en estado sólido, apoyando así el progreso hacia una economía de hidrógeno sostenible.