低维过渡金属硼化物/Mg（AlH4）2复合储氢材料吸放氢性能及机理研究

随着全球性的能源危机加剧，可再生清洁二次能源- - 氢能受到了普遍重视。固态氢化物是氢能的理想储运材料，与金属氢化物储氢量3wt%相比，轻金属配位氢化物具有较高的储氢量(5~18.5wt%)和较低的工作温度，近年来成为储氢材料的研究热点之一，受到愈来愈广泛的关注。Mg（AlH4）2储氢量大、安全性高、成本低廉，是一种极具开发前景的储氢材料。本课题拟开展低维过渡金属硼化物/镁铝基配位氢化物复合体系吸放氢特性及反应机理研究。采用多种物理、化学方法探索镁铝基配位氢化物复合体系储氢材料的制备、形貌控制及复合组装；研究该复合体系在吸/放氢过程中氢扩散反应机制，阐明微观结构对该复合材料吸/放氢反应热力学、动力学的影响规律。为镁铝基配位氢化物研究开发提供基础理论支撑。

随着全球性的能源危机的加剧，可再生清洁能源-氢能受到了广泛重视。轻金属配位氢化物储氢量高成为一个研究热点。本课题针对镁基配位氢化物及其复合材料的制备困难，储氢机理不明确以及放氢温度相对较高等问题，开展了低维过渡金属硼化物/镁铝基复合体系制备及吸放氢反应机理的研究。本课题分别采用化学还原法、低温固相法等制备了具有多种微纳结构的CoB、NiB、TiB2 TiN、Ni@rGO、FeCo/C、Fe0.7Co0.3/rGO等系列高活性催化剂。利用化学法、固相法等制备了Mg(AlH4)2，并利用机械球磨法制备了多种Mg(AlH4)2-TiB2、Mg(AlH4)2-CoB、Mg(AlH4)2-NaAlH4-TiB2、Mg(AlH4)2-NaAlH4-TiF3复合体系，研究发现轻金属配位化合物如NaAlH4的加入，有效提高了Mg铝基复合体系的吸放氢动力学性能。探索了不同反应条件及添加量的影响，得到最佳条件，探讨了复合体系吸放氢反应机理，初步探明催化剂的对该复合材料放氢反应热力学、动力学的影响规律。发表论文21 篇，其中SCI摘引19 篇，申请专利1 项，1项授权。培养毕业研究生7名，李丽2012年获“南开十杰”称号，2013年获国家研究生李丽获得第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“二等奖”（2013年10月），第十二届“挑战杯”天津市大学生课外学术科技作品竞赛“特等奖”（2013年6月）。