Computational investigation of endohedral hydrogen storage capabilities in several fullerene molecules (C60, C70, C76 ETC.) and single wall carbon nanotubes (SWCNTS), employing semi empirical, Ab initio electronic structure and density functional theory (DFT) methods

Bu tezde, çesitli karbon yapıların hidrojen depolama kapasiteleri DFT de dahil olmak üzere yarı-ampirik deneysel ve ab initio kuantum kimyasal yöntemlerle hesapsal olarak incelenmistir. DFT ve MP2 yöntemleri deneysel verilere uyumlu olarak göstermistir ki C60 içersine bir hidrojen molekülü depolamak termodinamik olarak elverislidir. Bu çalısmanın sonuçlarına göre karbon nano yapıların özelliklerinin hesaplanmasında MP2 sonuçlarına en yakın degerler veren iki en iyi DFT metodu MPWB1K ve PBE1PBE dir. H2-H2 ve H2-C etkilesim enerjilerinin her ikisi de H2@C60 kompleksinde çekme yönündedir. Ayrıca H2-H2 etkilesim enerjisi 2H2@C60 sisteminde itici iken H2-C etkilesim enerjisi çekme yönündedir. Fakat, hidrojen sayısı C60 içerisinde artarken her iki H2-H2 ve H2-C etkilesim enerjisi artarak daha fazla itme yönünde olur. B3LYP, nH2@C160 (n =1-8) olusum enerjilerinin hepsinin pozitif olup, bu yapıların hiç birinin termodinamik olarak istemli olusmadıgını göstermektedir. Diger taraftan, n= 1-5 olan nH2@C160’nin olusum enerjileri 1.0-10.0 kkal/mol aralıgında olup ve C60’dan bilinen B3LYP metodunun nH2@C160 kompleksini oldugundan daha az hassasiyetle hesaplamıs olabileceginden C160 nanokapsülü hidrojen depolamak için umut vaat eden bir malzeme olabilir