近日，我所复合氢化物材料化学研究组（DNL1901）陈萍研究员、吴国涛研究员团队在储氢材料研究方面取得新进展，通过多组分氢化物复合，显著改善了Mg(NH2)2-LiH储氢材料的吸脱氢热力学和动力学性能，实现了100℃以下可逆吸脱氢，相关研究成果发表在Advanced Energy Materials（DOI:10.1002/aenm.201602456）上。
氢是一种洁净的能源载体，能够使可再生能源和核能得到有效的储存与利用。但是，氢气在凝聚态物质中高效存储目前仍是氢能大规模应用的瓶颈。由该研究团队设计的金属氨基化合物储氢体系中，Mg(NH2)2-LiH材料具有较高的储氢容量（5.6wt%）和较好的可逆性，被认为是最具车载实用前景的储氢材料之一。但是该体系仍需要较高的吸氢温度（150℃）和放氢温度（180℃），因此利用燃料电池的废热不足以为加氢及脱氢提供热源。近年来，多家国内外科研机构对该材料进行研究，力图改善材料脱氢热力学和动力学两方面的性能。
该研究团队通过深入研究三种轻质元素氢化物LiBH4、Mg(NH2)2和LiH之间的协同作用，成功将Mg(NH2)2-LiH储氢体系的脱氢反应焓变由44kJ/mol H2降低到24kJ/mol H2，并使热力学可行工作温度降至室温（25℃）以下。在180℃时，材料的脱氢平衡分压达到约100大气压。实测的最低脱氢和吸氢温度分别降至98℃和53℃，是目前已报道的Mg(NH2)2-LiH材料所能达到的最低工作温度。机理研究表明，LiBH4起到了类似于“溶剂”的作用，稳定了材料吸脱氢反应中的中间体及产物，改变了反应机理，有效降低了反应焓值和动力学能垒。该项研究为储氢材料的优化提供了一条新思路。
上述研究工作得到国家杰出青年基金、教育部能源材料化学协同创新中心（iChem）、Helmholtz-CAS 研究合作项目和国家自然科学基金的支持。（文/图 王涵）
