氢作为一种绿色能源，具有储藏量丰富，能量密度高，可再生等优点，被认为是最理想的能源携带者。在未来的能源体系中，氢燃料电池技术所面临的最大的技术障碍为如何储氢。近年来，金属硼氢化物的氨化物M(BH4)n·mNH3(M=Li，Al，Zn，Ca，Mg，Y，etc.)作为一种固体储氢材料受到人们广泛的关注。这种金属硼氢化物的氨化物结合了金属氢化物与氨硼烷的优点，具有高质量储氢密度和良好的脱氢性能。例如，Mg(BH4)2·2NH3质量储氢高达16.0 wt％，几乎所有的H原子都可以转ˉ为H2分子从体系中释放出来。　　本文采用第一性原理计算了纯净的以及过渡金属(TM=Ti，Ni，Nb)掺杂的Mg(BH4)2·2NH3储氢性质。所有计算采用基于密度泛函第一性原理的VASP软件包，选取了投影缀加平面波（PAW）和赝势的方法描述电子与离子间的相互作用，交换关联能选用广义梯度近似GGA中PW91泛函。对纯净的及掺杂的Mg(BH4)2·2NH3晶体结构、电子结构、原子间成键性质和H原子解离能进行了研究。由于H空位的存在与体系中H原子的扩散有关，我们还研究了H空位与掺杂元素同时存在时对体系储氢性能的影响。最后计算了纯净的及掺杂体系的H原子扩散路径。本论文研究内容主要分三部分:　　第一部分，对Mg(BH4)2·2NH3体系的晶胞结构，电子结构进行了理论研究。电子态密度及电子密度拓扑性质分析显示，体系中N-H与B-H键为共价键。Mg原子与其周围的NH3和[BH4]基团之间为弱的离子作用，与NH3基团之间的作用略强。H原子解离能计算表明，[BH4]基团中B-H键明显弱于NH3基团中N-H键，因此比较容易断裂。　　第二部分，过渡金属Ti、Ni、Nb原子分别取代Mg(BH4)2·2NH3体系中的Mg1原子，研究了掺杂对Mg(BH4)2·2NH3晶体结构及原子间成键作用的影响。掺杂占位能计算显示，Ti更容易取代Mg1原子，Ni、Nb相对较难。态密度及电子密度拓扑性质表明，掺杂体系中Ti、Ni和Nb与NH3基团之间的作用增强，从而稳固了周围的NH3基团，减少NH3的释放。H原子解离能计算显示，Ti、Ni、Nb掺杂使得B与H原子之间的作用，有利于体系中B-H键的断裂。　　第三部分，讨论了H空位与Ti、Ni、Nb掺杂同时存在时对Mg(BH4)2·2NH3体系储氢性能的影响。H空位形成能显示，Ti、Ni、Nb的存在有利于体系中空位的形成。电子态密度、电子密度拓扑性质及H原子解离能计算显示，空位与掺杂同时存在有利于减弱[BH4]基团中B-H键的强度，有利于体系氢的释放。　　H原子扩散最小路径显示，掺杂可以有效降低体相中H原子扩散能垒。因此掺杂技术有效的改善Mg(BH4)2·2NH3体系的释氢性能。　　本文创新:　　1.运用基于密度泛函理论的第一性原理对Mg(BH4)2·2NH3体系的晶体结构和电子结构进行了研究。采用电子态密度、电子密度拓扑性质及H原子解离能计算定量地判断体系中原子之间成键性质和H原子脱出的难易程度。　　2.研究发现过渡金属掺杂有利于晶胞中氢空位的形成，金属取代和氢空位两种缺陷同时存在时对氢的释放具有促进作用。　　3.用CI-NEB方法研究了H原子在Mg(BH4)2·2NH3体相内的扩散行为，氢扩散最小能量路径(MEP)计算结果表明过渡金属取代可以降低扩散能垒，从而有利于氢在晶胞内扩散。