第一性原理計算是指從５個基本物理常數(shù)（電子質(zhì)量、電子電量、普朗克常數(shù)、光速和玻耳茲曼常數(shù)）出發(fā)來預(yù)測微觀體系的狀態(tài)和性質(zhì)的方法。在材料科學(xué)研究領(lǐng)域，第一性原理計算占據(jù)著越來越重要的地位，利用現(xiàn)代高速的計算機(jī)，通過第一性原理計算可以模擬材料的各種物理化學(xué)性質(zhì)，深入理解材料從微觀到宏觀多個尺度的各類現(xiàn)象與特征，并對材料的物性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)言，從而為新材料的設(shè)計提供指導(dǎo)。在研究新能源材料的儲氫材料方面，第一性原理計算可以從微觀尺度給出儲氫材料的性質(zhì)，包括電子結(jié)構(gòu)、成鍵特征、結(jié)合能、生成焓和脫附焓以及由此估算的脫氫溫度等物理化學(xué)性質(zhì)。因而，第一性原理計算已經(jīng)逐漸成為一種研究和探索新型儲氫材料的可靠工具。第一性原理包括從頭算、離散變分方法、超ＨａｒｔｒｅｅＦｏｃｋ方法等，從確性和計算速度來看，從頭算方法中的密度泛函（ＤＦＴ）理論應(yīng)用較為廣泛。目前，第一性原理計算在儲氫領(lǐng)域應(yīng)用主要體現(xiàn)在：１）研究納米結(jié)構(gòu)的儲氫性能以及納米結(jié)構(gòu)對儲氫性能的影響；２）研究儲氫材料中摻雜和缺陷的作用及對儲氫性能的影響；３）研究儲氫機(jī)理，為進(jìn)一步改善材料儲氫性能和開發(fā)新的儲氫體系提供理論指導(dǎo)；４）確定氫化物的幾何結(jié)構(gòu)以及預(yù)測新型儲氫材料。