随着经济社会的发展,传统能源经过大量开采和利用后,呈现日益枯竭的趋势。因此,寻找新型的可再生能源成为了当前能源问题的重中之重。氢能是一种清洁能源,拥有储量大,高热高能,可循环性等特点而享有很广阔的应用前景。在发展氢能的大规模实际应用中,需要找到生产运输过程中的安全有效的储氢方法。Mg₂Ni合金作为很有潜力的储氢材料,因其高容量,安全性好,成本低,相对成熟的制备技术和良好的可逆性等特点,受到了广泛研究。但是,较差的氢化/脱氢动力学性能及其饱和氢化物的高热稳定性使得它远远不能满足实际应用的要求,为了改善Mg₂Ni氢化物的脱氢性能,人们设计了对Mg₂Ni用第三种成分（M）代替Mg或Ni形成Mg_2-xM_xNi或Mg₂Ni_1-xMx三元化合物的一系列研究。实验和理论结果表明,用第三元素部分取代Mg或Ni改变了Mg₂Ni和饱和Mg₂Ni氢化物的结构稳定性,改变了Mg₂Ni氢化物的氢解吸焓(?H_des)。本文采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理研究了Mn掺杂的Mg₂Ni合金及其饱和氢化物的氢吸附和脱氢机制,系统研究了不同Mn掺杂量的Mg₂Ni合金及其饱和氢化物的晶体结构,电子结构,热力学和力学性能。揭示了Mn掺杂改善Mg₂Ni合金的热力学稳定性的机制,Mg₂Ni合金吸收和释放氢气的性能与电子结构的关系,探讨了不同Mn掺杂量对Mg₂Ni合金及其饱和氢化物结构,力学性能,电学性能的影响及内在机理,为开发综合性能良好的储氢材料提供有价值的理论参考。论文的主要内容概括如下:（1）采用第一性原理密度泛函理论研究了Mn掺杂对Mg₂Ni（010）表面氢吸附和扩散的影响。研究结果表明:Mn掺杂后,Mg₂Ni（010）表面变得更加不均匀,Mg₂Ni（010）体系的热力学稳定性降低。纯Mg₂Ni合金和Mn掺杂Mg₂Ni（010）表面氢吸附能的结果分析表明Mn掺杂Mg₂Ni（010）表面有更多的氢吸附位点。氢扩散的进一步计算表明,用Mn代替Mg降低了氢从（010）表面扩散到表面以下内部的能量势垒。（2）利用第一性原理密度泛函理论研究了不同Mn掺杂量的Mg₂Ni合金及其饱和氢化物的晶体结构,电子结构,热力学和力学性能。Mn掺杂Mg₂Ni合金及其饱和氢化物的晶格参数随着Mn掺杂量的增加而减小,这是由于Mn的原子尺寸小于Mg。形成焓和电子结构的分析表明,用Mg部分取代Mn会降低Mg₂Ni合金及其饱和氢化物的稳定性。计算得到的弹性常数表明,虽然用Mn部分替代Mg降低了六方晶型Mg₂Ni合金的韧性,但当Mn掺杂量高到足以形成金属间化合物Mg₃Mn Ni₂时,充电/放电循环性能升高。