配位氢化物储氢材料

化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢配位氢化物储氢材料苏良郑丁升2014.12.25化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢•储氢材料的要求1.高吸氢量—质量比2.良好的吸放氢行为3.循环稳定性•储氢材料的研究现状1.液态低温和高压气态储氢2.吸附储氢3.金属氢化物储氢4.金属配位氢化物储氢一.储氢材料化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢二.配位氢化物储氢合金通式：A（MH4）n碱金属（LiNaKa等）or碱土金属（MgCa等）ⅢA的B或Al金属化合价（1or2）目前研究较多的有：铝氢化物：NaAlH4、LiAlH4、Mg（AlH4）2等硼氢化物：LiBH4、Al（BH4）3、Ti（BH4）3、NaBH4氨基化合物：Li2NH（不符合通式）化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢-----来自2013年5月长安大学硕士论文《StudyontheHydrogenStoragePropertiesofLiAlH4andcompositesystem》化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢Al氢化物的典型代表：LiAlH4目前关于LiAlH4晶体结构的结构的研究结果不太统一，一般认为LiAlH4属于单斜晶系。研究指出，每个Al原子由4个H原子所包围，形成[AlH4]-空间四面体结构，Li+和[AlH4]-以离子键结合。—来自2009年7月郑雪萍等《LiAlH4作为储氢合金研究现状》化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢3LiAlH4LI3AlH6+2Al+3H2（5.3wt%T=150℃）Li3AlH63LiH+Al+1.5H2（2.6wt%T=190℃）LiH+AlLiAl+0.5H2（2.6wt%T=400℃以上）从上式可以看出：第三阶段LiH的分解反应温度在400℃以上，条件苛刻，明显不适合车载使用。因此以前两个为主，放氢量在7.9wt%，但是还是需要降低反应温度，一般通过加入催化剂和球磨法（减小晶体粒径）实现。LiAlH4的放氢原理：化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢球磨法对LiAlH4析氢性能的改善随着球磨的进行，样品的微晶尺寸下降，同时在6小时处开始出现新相。也改善反应的放氢性能。图2.4样品反应由平滑转变部分在球磨样品中变得转折陡峭。-----来自2013年5月长安大学硕士论文《StudyontheHydrogenStoragePropertiesofLiAlH4andcompositesystem》化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢硼氢化物的典型代表：NaBH4NaBH4晶体结构为面心立方，H处在以B为中心的四面体角上，阴离子[BH4]-与阳离子Na+结合，为白色粉末，容易吸水潮解，可溶于水和低级醇，在室温下与甲醇迅速反应生成H2。—来自2010年6月刘红沈阳工业大学博士论文《PreparationandPropertiesofSodiumBorohydrideHydrogenStorageMaterial》化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢硼氢化钠水解析氢原理：NaBH4+2H2O4H2+NaBO2(△H=75KJ/Mol)当催化剂存在时，硼氢化钠在强碱性水溶液中可水解发生氢气和水溶性亚硼酸钠，同时温度和PH值也能对反应的动力学性能。化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢硼氢化钠在溶液中的稳定性：NaBH4水溶液的稳定性取决于溶液的温度和pH值。NaBH4水溶液的pH值越高，NaBH4的分解速度越慢，T越高分解速度越快。—来自2010年6月刘红沈阳工业大学博士论文《PreparationandPropertiesofSodiumBorohydrideHydrogenStorageMaterial》化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢PH和T对NaBH4半衰期的影响：—来自2010年6月刘红沈阳工业大学博士论文《PreparationandPropertiesofSodiumBorohydrideHydrogenStorageMaterial》化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢金属催化剂对NaBH4分解的影响：从图中可以看出Ru和Rh的催化性能最佳，所以后来又研究了离子交换树脂负载Ru催化剂。—来自2010年6月刘红沈阳工业大学博士论文《PreparationandPropertiesofSodiumBorohydrideHydrogenStorageMaterial》化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢储氢材料的研究意义：氢能作为一种重要的替代能源，具有广泛的用途。而限制氢能应用的重点问题是氢的储存和运输，美国能源部在储氢材料方面提出了重量和体积储氢能力技术指标。因此通过研究提高储氢能力才能真正实现氢能的有效利用。化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢应用：•配位氢化物较金属氢化物具有较高的储氢量和较低的工作温度，可以应用于氢燃料汽车。•储氢材料在吸氢时是放热反应，脱氢时吸收同样的热量，利用这一特性可以贮热或致冷。美国海军水下系统中心利用这一特性设计了各类热泵。化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢目前的研究工作：1.探索重量更轻、吸氢能力更强、价格更低廉的新储氢材料。目前正在探索轻金属铝、钛、镁、锂等组成的储氢材料。2.储氢材料储氢的精确模型及吸、脱氢动力学过程的研究。3.提高使用寿命，寻求减少物理磨损（即粉化）的途径。4.工程实际应用范围的拓展。化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢参考文献：1.Na-Li-AlH4体系放氢性能的第一性原理研究--李玲2.3NaBH4-ErF3复合储氢材料的制备及吸放氢特性--李龙津3.Li2NH晶体结构建模和电子结构的第一性原理研究--于大龙4.LiAlH4作为储氢合金的研究现状--郑雪萍5.NaAlH4储氢材料的研究--柴炯6.Ti掺杂NaAIH4体系的储氢性能及其催化机理研究--熊仁金7.储氢材料的研究现状与发展趋势--杨明8.储氢材料的研究与进展--刘啸锋9.催化掺杂LiBH_4储氢材料的制备及其储氢性能的研究--张慧10.钙铝配位氢化物的制备及放氢性能研究--李长旭11.高容量储氢材料LiBH4及其有关相解氢性能和表面特性的计算研究--李闯12.国外储氢材料研究现状--戚震中13.金属氢化物R3ZnH5R_省略NaBH4的影响第一性原理计算--李佳14.配位氢化物材料储氢性能研究--刘亚丽15.配位氢化物储氢材料的研究进展--张静16.硼氢化锂及其氨络合物储氢材料的改性及放氢机理研究--陈昕伊17.百度百科、维基百科、搜狗百科化学化工学院化学化工学院配位氢化物储氢