面對日益嚴(yán)重的能源短缺和環(huán)境污染問題,新能源的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。氫儲量豐富,質(zhì)量密度高,環(huán)境友好,是一種極具潛力的能量載體。氫能的利用面臨的主要問題是如何高效、安全的儲運氫氣。發(fā)展高容量固態(tài)儲氫材料是實現(xiàn)氫能實用的關(guān)鍵之一。其中LiBH₄因其儲氫容量大而廣受關(guān)注。雖然目前已有多種方法使LiBH₄的儲氫性能得到不斷的改善,但LiBH₄仍面臨吸放氫溫度較高,吸氫條件苛刻,可逆性差等問題。本文在詳細(xì)綜述了LiBH₄研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,為進(jìn)一步提高LiBH₄的儲氫性能,通過在LiBH₄中原位引入高效催化劑,系統(tǒng)地研究了催化劑對LiBH₄的儲氫性能的影響及其作用機(jī)理。論文獲得了多種可在LiBH₄中原位合成高效雙相催化劑的液態(tài)金屬有機(jī)物,其作為催化劑的前驅(qū)體,借助其液態(tài)特性,通過球磨與LiBH₄形成均勻的混合,結(jié)合熱處理等方法,獲得的催化劑含量可控可調(diào),均勻彌散分布于LiBH₄

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

部分氫化物的儲氫密度[12]

重要的作用[105]，而最終產(chǎn)物NbB2則被證實對體系的吸放氫循環(huán)性能有催化作用[106]。通過添加TiO2原位生成的LixTiO2可以催化Li-Mg-B-H體系放氫過程，并獲得更好的可逆性能[107]。不同形式的碳材料也作為催化劑或限域材料被證實可以通過催化Li-Mg-B-H體系或降低體系顆粒尺寸來改善體系的儲氫性能[108-111]，而將過渡金屬催化劑與碳材料結(jié)合也可以使Li-Mg-B-H體系儲氫性能獲得進(jìn)一步提升[112-116]。Xian等[117]通過直接添加過渡金屬Ti和C的復(fù)合層狀材料，改善了Li-Mg-B-H體系的放氫動力學(xué)性能和可逆儲氫性能。圖2.9LiBH4、MgH2及2LiBH4/MgH2體系的焓變示意圖Fig.2.9SchematicenthalpydiagramofLiBH4,MgH2and2LiBH4/MgH2system

目前只有液態(tài)儲氫技術(shù)能達(dá)到表1.1中的大部分要求,但低溫液化存儲由于耗能多、安全性差,無法滿足大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用車載儲氫系統(tǒng)的技術(shù)需求。20世紀(jì)70年代初,LaNi5和MgNi2儲氫合金的出現(xiàn),激發(fā)了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛興趣[4,5],但由于儲氫合金的組成元素原子量通常很大,這使得儲氫合金整體質(zhì)量儲氫密度小于2 wt%,無法滿足車載儲氫系統(tǒng)的容量性能要求。隨后Bogdanovi?與Schwickarde利用Ti(OBu)4催化NaAlH4的固相反應(yīng),在200°C和150 bar氫壓條件下獲得了4 wt%的可逆儲氫容量[6]。這一發(fā)現(xiàn)使固態(tài)儲氫材料的研究向輕質(zhì)、復(fù)雜氫化物儲氫體系發(fā)展,其中主要包括了金屬氫化物、配位氫化物以及化學(xué)氫化物等[7-11]。圖1.1為當(dāng)前主要研究的儲氫材料及其對應(yīng)的儲氫容量性能[12],近十多年來,固態(tài)儲氫材料的研究取得顯著進(jìn)展,高儲氫容量,高效的儲氫效率和安全的儲氫方式使其具有廣闊的發(fā)展前景,被認(rèn)為最有可能滿足DOE需求的儲氫技術(shù)。1.2.2 固態(tài)儲氫材料

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]h-BN負(fù)載納米NbH對LiBH4放氫性能的協(xié)同改性作用[J]. 屠國平,何劍靈,肖學(xué)章,陳立新,任錢江,杜錫勇,駱明兒.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2016(10)
[2]納米限域的儲氫材料[J]. 鄒勇進(jìn),向翠麗,邱樹君,褚海亮,孫立賢,徐芬.  化學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[3]LiBH4-X（X=O,F和Cl）體系解氫性能的第一原理計算[J]. 李闖,周惦武,彭平,萬隆.  化學(xué)學(xué)報. 2012(01)



本文編號：3431340