氢能因其储量丰富、能源效率高和无污染（燃烧产生的唯一产物是水）的特点,是化石燃料的理想替代能源。氢能利用涉及氢的制备、存储及燃烧等环节。氢气的质量能量密度高,但体积能量密度低,因此氢的存储是制约氢能利用的瓶颈。理想储氢材料应具有高的储存密度（质量密度和体积密度）以及优异的释放和重储热力学和动力学性能。传统的低温液化和高压气态储氢成本高,且存在安全问题,而固体储氢是一种具有潜力的方法。对于固体储氢材料,根据氢分子与主体材料的结合强度,可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附时,H2以分子形式吸附在材料表面,由于H2与材料的相互作用较弱,其储存密度较小。如何提高吸附强度是改善物理储氢材料性能的关键,其中电场诱导极性材料储氢是一种具有潜力的新途径。电场极化能增强极性材料与H2的静电作用,从而提高对H2的吸附强度;若将外电场移除,又可实现快速脱氢。具有类石墨烯结构的g-C3N二维材料和环状（MgO）3团簇均是具有高稳定性的体系,并且理论与实验均表明它们只能与H2形成弱的物理吸附。但由于它们由电负性不同的元素组成,外加电场后很容易被极化,从而提高对H2的吸附强度,因此本文系统研究了电场中g-C3N和（MgO）3团簇的储氢性能。在PBE/TNP理论水平上,对电场中g-C3N的结构与储氢性质的研究表明,电场中g-C3N仍具有高的热力学和动力学稳定性,并保持类石墨烯结构。无电场时,单个H2能分别以垂直和平行g-C3N平面的方式吸附在C-C环和C-N环中心。外加电场能显著提高g-C3N对H2的吸附强度。在C-C环和C-N环中心的吸附能由无电场时的-0.172/-0.162e V增加到场强为0.030 a.u.时的-0.267/-0.243e V。电子结构分析表明,电场不仅使g-C3N和H2分子被有效极化,同时促进了H2与g-C3N之间的电荷转移,增强了静电作用,从而提高了吸附强度。电场中（F=0.030 a.u.时）,g-C3N可吸附16个H2,相应的储氢密度为7.4wt%,表明g-C3N是一种优良的电场储氢材料。采用M06-2X方法结合aug-CC-PVTZ基组研究（MgO）3团簇在电场中的储氢性质表明,无电场时,（MgO）3为平面六元环结构。外加电场后（MgO）3仍能保持环状结构,并具有高的稳定性。无电场时H2能与（MgO）3形成弱的物理吸附,并分别以侧位和端位方式吸附在Mg和O原子上。外加电场可显著提高团簇对H2的吸附强度。H2在Mg/O原子上的吸附能由无电场时的-0.188/-0.084e V增加到场强为0.010a.u.时的-0.279/-0.157e V。通过电子结构分析表明H2和（MgO）3之间形成非共价相互作用。电场增强吸附的机制与吸附方式相关。当H2吸附在Mg原子上时,电场一方面促进了H2向团簇转移电荷,增强了静电作用;另一方面,（MgO）3和H2之间形成弱轨道相互作用,从而进一步提高吸附强度。而H2吸附在O原子上时,极化效应是增强吸附的主要原因。电场中（MgO）3最多能吸附12个H2,相应的储氢质量密度达到16.7wt%,表明（MgO）3也是可能的电场储氢材料。