UN ENFOQUE PROMETEDOR PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA SOSTENIBLE Y RESPETUOSA CON EL MEDIO AMBIENTE UTILIZANDO NANOCOMPUESTOS BASADOS EN NITRURO MEDIANTE DOPAJE ATÓMICO

A PROMISING APPROACH FOR SUSTAINABLE ECO-FRIENDLY ENERGY PRODUCTION USING NITRIDE-BASED NANOCOMPOSITES THROUGH ATOM IMPLEMENTING

Se ha investigado la adsorción de hidrógeno mediante nanojaulas de nitruro de boro dopadas con X (X=Al, C, Si) utilizando la teoría del funcional de la densidad. La densidad parcial de estados (PDOS) puede evaluar un ensamblaje de carga determinado entre moléculas de hidrógeno y X–BN, lo que indica la competencia entre complejos dominantes de metales (Al), no metálicos (C) y metaloides/semiconductores (Si). Con base en el análisis de resonancia cuadrupolar nuclear (RCN), el dopado con carbono sobre BN ha mostrado la fluctuación más baja en el potencial eléctrico y la carga atómica negativa más alta en átomos dopantes, incluidos C, Si y Al, incluidos 0,1167, 1,0620 y 1,1541 coulomb en H@C–BN, H@Si–BN y H@Al–BN. Además, los resultados informados de la espectroscopia de RMN han demostrado que el rendimiento de aceptación de electrones para átomos dopantes en el X–BN a través de la adsorción de H2 se puede ordenar como: Si≈Al>C. En cuanto a la espectroscopia IR, las nanojaulas dopadas de H@Si–BN≈H@Al–BN>H@C–BN, respectivamente, tienen la mayor cantidad de fluctuaciones y la mayor tendencia de adsorción para las moléculas de hidrógeno. Finalmente, la alta selectividad de la nanojaula dopada con átomos sobre nitruro de boro para la adsorción de moléculas de H2 ha resultado como: H@Si–BN > H@Al–BN>>>H@C–BN. Nuestros hallazgos preparan visiones importantes sobre el potencial de emplear nanojaulas X (X=Al, C, Si) –BN en enfoques de almacenamiento de energía basados en hidrógeno. El análisis reveló que el Si–BN exhibió mejores interacciones y, por lo tanto, mejor capacidad de adsorción hacia el gas H2 que el BN prístino y otros dopados.

Hydrogen adsorption by using X (X=Al, C, Si)-doped boron nitride nanocage (BN) have been investigated using density functional theory. The partial density of states (PDOS) can evaluate a determined charge assembly between hydrogen molecules and X–BN which indicates the competition among dominant complexes of metallic (Al), nonmetallic (C), metalloid/semiconductor (Si). Based on NQR analysis, carbon-doped on BN has shown the lowest fluctuation in electric potential and the highest negative atomic charge on doping atoms including C, Si, and Al including 0.1167, 1.0620, and 1.1541 coulomb in H@C–BN, H@Si–BN, and H@Al–BN. Furthermore, the reported results of NMR spectroscopy have exhibited that the yield of electron accepting for doping atoms on the X–BN_NC through H2 adsorption can be ordered as: Si≈Al>C. Regarding IR spectroscopy, doped nanocages of H@Si–BN≈H@Al–BN>H@C–BN, respectively, have the most fluctuations and the highest adsorption tendency for hydrogen molecules. Finally, high selectivity of atom-doped on boron nitride nanocage for H2 molecules adsorption has been resulted as: H@Si–BN > H@Al–BN>>> H@C–BN. Our findings prepare important visions into the potential of employing X (X=Al, C, Si) –BN nanocages in hydrogen-based energy-storage approaches. The analysis revealed that Si–BN exhibited better interactions and, therefore, better adsorption ability towards H2 gas than pristine and other doped BN.