LiBH4是一种理论氢含量很高 (18.5wt.%) 的储氢材料,但存在热稳定性过高 、加氢可逆性差和吸放氢动力学性能欠佳等问题。本项目依据前期研究结果,提出了二元金属优化以及复合、纳米改性的研究思路首先合成新型锂-金属硼氢化物LixMy(BH4)z,通过调变物相结构进而改善其热力学性质;然后探索将LixMy(BH4)z 与某些添加剂组成复合体系,经机械-化学反应形成新的中间相,进一步降低体系热稳定性和活化能,改善可逆吸放氢性能;其后,拟对部分 LixMy(BH4)z及复合体系进行纳米分散改性研究,减小其颗粒尺度和间距,进一步提高其吸放氢动力学性能。在以上研究基础上,掌握 LixMy(BH4)z的合成方法,揭示新相结构,阐明其吸放氢作用机制,获取必要的基础数据及信息,为此类配位硼氢化物的后续应用研究奠定基础。本项目将促进材料学与化学的学科交叉,对于其它新型储氢材料的研究也有借鉴意义。
Metal-Lithium borohydride;Hydrogen storage;Thermal stability;Kinetics;Phase structure
LiBH4是一种理论氢含量很高 (18.5wt.%) 的储氢材料,但存在热稳定性过高、加氢可逆性差和吸放氢动力学性能欠佳等问题。本项目依据前期研究结果,提出了二元金属优化以及复合、纳米改性的研究思路。据此思路,本研究设计合成了共熔复合体系LiBH4-Mg(BH4)2,通过调变物相结构进而改善其热力学性质;然后通过Co基添加剂形成Co-B合金物种,以及Co在基体当中的纳米分散,减小其颗粒尺度和间距,进一步提高其放氢动力学性能。研究了Al以及Al-MgH2等单质和复相的添加对于LiBH4复合体系的作用。研究表明,体系的热力学稳定性有显著降低,动力学性能有较大幅度提升。通过模型拟合分析,揭示了LiBH4-Al体系的脱氢动力学行为。而借助XRD和FTIR的分析,发现了三相混合体系LiBH4-MgH2-Al的反应途径。在以上研究基础上,掌握LiBH4-Mg(BH4)2、LiBH4-Al、LiBH4-MgH2-Al等体系的合成方法,获取了必要的基础数据及信息,为此类配位硼氢化物的后续应用研究奠定基础。