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Li-B-N-H系储氢材料有许多优点：储氢量大、质量轻、价格低以及资源丰富等。然而，较高的释氢温度以及相对较慢的吸放氢动力学等缺点限制了Li-B-N-H系储氢材料的实际应用。本文结合国家高科技发展计划(国家863计划)项目：“新型轻质储氢材料的低成本制备技术”(No.2009AA052105)，采用第一性原理赝势平面波方法对几种高密储氢材料进行了比较，对Li-B-N-H系储氢材料元素的替代行为及其催化机理进行了研究。这些研究为明确掺杂剂种类及催化剂的选择，提高储氢材料的性能，研制释氢温度较低的储氢材料提供理论基础，对Li-B-N-H系储氢材料的设计和优化具有重要意义。
研究发现：MgH2、 LiBH4、LiNH2、NaAlH4几种高密储氢材料都比较稳定，且释氢温度都很高；通过合金化可以降低储氢材料的稳定性，改善其释氢性能。通过对态密度分析发现LiBH4带隙最宽，释氢温度最高。合金化使得几种高密度储氢材料的带隙变窄，从而使它们的释氢性能大大改善。电荷布居分析发现，LiBH4中B-H键最强，LiNH2中H-N键最弱，因此LiNH2中H相对容易放出。合金化后，各储氢材料中X(B、N)-H键强度都有所降低。
通过对态密度分析发现Li4BN3H10带隙最宽，因此它的释氢温度也最高。元素替代后使得储氢材料的带隙变窄，从而使它们的释氢性能大大改善。金属Mg、Al分别替代Li4BN3H10中部分Li时，可以使得N-H间单位键长上的平均键重叠聚居数降低，减弱H-N键的作用，降低释氢温度。其中Al替代时效果最好。金属Ti、Ni对Li-B-N-H系储氢材料的动力学性能有催化作用。用Ti和Ni取代部分Li元素后，导致临近费米能级处能隙 变窄。Li4(Ni)BN3H10中B-H的电荷布居最小，使得Li4(Ni)BN3H10中氢气相对容易放出。电负性较大的Ti、Ni对Li4BN3H10解氢动力学的催化作用，可归因于N-H间电子相互作用减弱，可以有效降低Li4BN3H10的释氢温度。