在合金的吸放氢过程中，空位的产生不可避免。然而，空位对合金储氢性能的影响，目前尚未明确。我们的研究结果表明，在Ti_0.25V_0.25Zr_0.25Nb_0.25氢化物中，空位的存在会对氢原子的间隙占据产生显著影响。氢原子优先占据空位周围的四面体间隙，其次才是常规的四面体间隙。此外，通过解吸焓计算发现，合金中不同类型的空位会对合金氢化物的热稳定性产生影响。为了进一步探究氢原子能否稳定占据空位，我们将氢原子初始放置于Ti_0.25V_0.25Zr_0.25Nb_0.25二氢化物的空位处。结构优化后发现，氢原子占据空位呈现出正的形成能。这从能量角度表明，氢原子占据空位的状态并不稳定。通过化学键分析可知，这种不稳定主要与氢-氢之间的反键相互作用有关。 这一发现为设计储氢合金材料提供了原子级别的认识，并为中熵合金和高熵合金中的储氢机制提供了更广泛的理解。               

                                                                                                    图1 氢占据空位后出现了尖锐的氢-氢反键态峰

该研究成果以“A first-principles study on the energetic stability of hydrogen occupying a vacancy in Ti_0.25V_0.25Zr_0.25Nb_0.25 medium-entropy alloy hydride”为题发表在中科院二区期刊International Journal of Hydrogen Energy，影响因子为8.3。数理学院2022级本科生马宇航同学为论文第一作者，物理系胡巨涛老师为论文通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.150923