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本文运用第一性原理方法，在比较有潜力的Mg2NiH4和NaAlH4储氢材料的基础上，研究替换和掺杂对其储氢性质的影响。本文的主要研究成果如下所示:
1、稀土元素Yb和碱土元素Ca、Sr部分替换Mg2NiH4中Mg元素的第一性原理研究，计算了替换后三种氢化物MMgNiH4(M=Yb、Ca、Sr)的结构性质、电子性质和热力学性质。我们采用脱氢能来判断稀土元素Yb和碱土元素Ca、Sr对于氢化物中氢的稳定性的影响，结果显示Yb的稳定作用较Ca、Sr的小。研究过程中，分别计算了两种不同分解路径的焓值和分解温度，计算结果显示在一定分解温度下的分解路径为:MMgNiH4→MH2+1/2MgNi2+1/2Mg+H2(M=Yb、Ca、Sr)。综合分析脱氢能、分解焓和分解温度等性质后，发现含有稀土元素Yb的YbMgNiH4氢化物的脱氢性质好于含有碱土元素Ca、Sr的CaMgNiH4和SrMgNiH4氢化物。
2、掺杂La元素对于NaAlH4储氢材料性质影响的第一性原理研究，计算了La掺杂NaAlH4(001)面的结构性质、电子性质和脱氢性质。我们通过结构分析发现La掺杂NaAlH4(001)面结构中形成了LaAl4H18复合体;键长和电子性质的分析结果表明脱氢过程中容易形成实验中测得的镧铝化合物;同时结果还表明掺杂La后形成的La-H和La-Al之间的相互作用减弱了Al-H相互作用。此外，计算得到纯NaAlH4(001)面的脱氢能为:H1位3.8754eV、H2位3.8751 eV、H3位3.9430 eV、H4位3.9432 eV，这些数值比La掺杂的NaAlH4(001)面中的最大脱氢能(H11位2.8476 eV)值大，进一步说明La的掺杂有利于氢从NaAlH4体系中脱附。
3、掺杂TiB2团簇对于NaAlH4储氢材料性质影响的第一性原理研究，计算了TiB2团簇掺杂的NaAlH4(101)面的结构性质、电子性质和脱氢性质。结构分析指出掺杂TiB2团簇后的NaAlH4(101)面形成了TiB2-Al3H12-AlH4复合体，且复合体中的AlH3和AlH5基团有利于NaAlH4第一步分解反应的进行。键长的分析进一步说明脱氢过程中TiB2团簇不易分解。我们通过计算脱氢能来研究TiB2团簇对于NaAlH4(101)面脱氢性质的影响，结果表明掺杂后的体系的脱氢能较纯的NaAlH4(101)面脱氢能小;且证明了TiB2团簇作用能够扩展到与Ti成键的AlH4基团相邻的AlH4，这说明掺杂TiB2团簇有利于氢从NaAlH4体系中脱附。