锂－金属硼氢化物体系的合成、相结构和储氢性能的研究

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。

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。