硼氢化钠-铝水解制氢体系的反应动力学及机制研究

化学氢化物可控水解制氢是具备移动氢源应用潜力的制/储氢一体化技术。本项目针对NaBH4水解体系存在的低储氢密度和高制氢成本关键问题，提出采用NaBH4+Al固体燃料及过渡金属盐溶液来构建新型水解体系的解决方案。项目重点围绕双固体燃料水解体系的反应动力学及反应机制开展研究。系统研究固体燃料配比、过渡金属盐种类、水溶液加入量等对体系制氢速率、燃料转化率、储氢密度的影响情况，据此优化体系组成，并建立反应动力学规律；运用物相、化学态、微观结构表征手段研究水解副产物的物相组成、原位生成的过渡金属催化剂的物种与分布及反应过程中Al表面钝化层的生成与附着情况；对比研究NaBH4+Al双固体燃料与单固体燃料水解体系的反应动力学规律，并结合设计的实验推断双固体燃料水解反应机制。项目研究将提供新型高效可控水解制氢体系，并揭示其反应动力学规律，为研发实用型可控制氢系统提供实验/理论基础。

化学氢化物可控制氢因具备移动氢源应用潜力成为近年储氢材料领域的研究热点。本项目针对NaBH4水解体系存在有效储氢密度低和制氢成本高关键问题，提出采用NaBH4+Al双燃料及催化剂来构建新型可控制氢体系的解决方案，项目重点围绕双燃料制氢体系的反应动力学及反应机制开展研究。项目研究计划要点包括：（1）NaBH4和Al单燃料制氢体系的反应机理研究；（2）NaBH4和Al双燃料制氢体系的构建及反应动力学和反应机理研究；（3）低温NaBH4醇解/水解制氢及反应机理研究；（4）NiMoB–La(OH)3催化剂对水合肼制氢体系的性能影响。本项目在NaBH4水解、Al/H2O反应及其复合制氢体系的反应机理的认识取得了创新性研究成果: 基于NaBH4水解和Al/H2O反应相互促进的机理构建了溶液基和固体基双燃料制氢体系，结合理论分析和实验结果证实了双燃料复合制氢体系的性能远优于单燃料制氢体系的性能。项目的研究提供了新型高效可控制氢体系，并揭示了其反应动力学规律，为研发实用型可控制氢系统提供了实验/理论基础。基于本项目研究结果，已发表SCI 论文10 篇。项目执行期间，培养毕业硕士研究生1 名。项目研究全面达到了预期研究目标。