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当今世界主要使用的是矿物燃料能源,如:煤、石油等,这些都属于非再生能源。随着世界工业的发展和人口的快速增长,这些能源每日都在以惊人的速度消失。而且大量使用这类能源对环境造成了严重的污染。氢,在宇宙中含量丰富,可以再生,燃烧后的生成物只有水,是一种理想的绿色无污染的二次能源。21世纪也被称为氢能源的时代,对氢能源的开发和利用成为了非常重要的课题。但是,氢气在常温下易泄漏,易爆炸,难于储存和运输,因此对于储氢材料的开发便成为科研工作者关注的焦点和研究的热点。本文以A2B型镁基储氢材料Mg2Ni为研究对象,采用密度泛函理论（DFT）的第一性原理平面波赝势（PWP）方法。计算中,选取广义梯度近似（GGA）下的PW91泛函来描述交换相关能,平面波截止能选取380eV。研究了Mg2Ni及其低温相氢化物的晶体结构、电子密度分布、态密度分布和氢化过程的焓变。并且分别研究了使用Al、Ag原子取代合金中的Mg原子对合金改性的方法,讨论了取代前后储氢合金及其氢化物在晶体结构、电子密度分布、态密度分布和氢化过程的焓变等性质上的变化,并以此为依据来评价“取代法”对合金改性的效果。本论文的研究内容主要分为以下三个部分。第一部分,对Mg2Ni及其氢化物的晶体结构、电子密度分布、态密度分布和氢化过程的焓变等性质的理论研究。发现在Mg2Ni中沿着晶胞a轴方向Ni-Ni的相互作用最强,在氢化物中H原子与Ni原子的相互作用最强,并形成了[NiH4]结构单元,导致氢化物脱氢困难,和Jasen的计算结果一致。并计算了Mg2Ni合金氢化反应生成低温相氢化物的反应焓变为-65.07kJ/mol（H2）,与实验值-65.5kJ/mol（H2）的相对误差仅有0.656%。吸氢过程的焓变较高也是导致氢化物稳定性高的原因。第二和第三部分,分别研究了,使用电负性较大的Al和Ag原子对Mg2Ni合金的取代改性,并讨论了取代前后储氢合金及其氢化物在晶体结构、电子密度分布、态密度分布和氢化过程的焓变等性质上的变化。使用Al或Ag原子取代Mg原子后,Al、Ag原子和Ni之间的相互作用较强,导致氢化物中的Ni-H间的相互作用被削弱。由于Al、Ag原子的电负性较大,使Ni原子外层电子偏移,减弱了Ni原子和H之间的相互作用,形成三角锥型的[NiH3]结构单元,导致合金储氢容量降低。并且吸放氢过程的能量变化明显改善,使氢化过程的平衡氢压升高,稳定性降低。从理论上阐明了使用电负性较大的原子对Mg2Ni合金取代改性的可行性。本论文的创新之处:1.对储氢合金Mg2Ni及其低温相氢化物LT-Mg2NiH4的晶体结构、电子结构以及能量进行理论计算,发现了低温相氢化物中存在[NiH4]结构单元,氢化物结构稳定,从理论上解释了低温相氢化物脱氢困难的原因。2.通过理论计算,说明了使用Al或Ag原子对Mg2Ni晶体中的Mg原子进行替代后生成的新合金的晶体结构的变化,以及电子结构的变化,并说明了取代后生成的新型合金的特性。3.研究了新型合金Al-Mg2Ni和Ag-Mg2Ni的各类型氢化物的晶体结构和电子结构以及各氢化反应的能量变化。从理论上阐明了使用Al、Ag原子对Mg2Ni储氢合金的取代改性的可行性。