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大连化物所金属有机化合物用于储氢材料研究取得新进展
发布时间:2019-03-01

近期,该团队提出一种全新的策略:运用金属的电负性差异,润饰有机储氢材料的电子性质,合成出了一类离奇的有机-无机杂化储氢体系??金属有机化合物。实际计算表明,增加有机碳环中的电子密度,可以显明降低有机物的脱氢焓变,且电子密度越高,脱氢焓变越低,科研人员利用存在较强供电子性质的碱金属或碱土金属改性有机储氢材料,发明其环中电子密度明显增加,从而有效地降低了有机材料的脱氢焓变;同时实践盘算还表明,跟着金属的供电子性质加强,材料的脱氢焓变越低,即通过决定不同的金属,可以可控地调变材料的脱氢焓变,从而在热力学上操纵材料的脱氢温度。该工作以钠修饰的苯酚-环己醇为例,打算发现其脱氢焓变可以从64.5kJ/mol-H2降低为50.4kJ/mol-H2;此外,随着金属给电子才干增强,环己醇钠α位C-H键键长增添,二者成线性关系,这说明材料经过有机无机杂化后,已经被活化,并且脱氢过程中α位C-H键优先断裂。

试验结果发现,苯酚钠-环己醇钠系统能够在150℃、贸易催化剂下实现可逆储氢轮回。而将材料溶解于水中进行储氢循环反应后,可以进一步将材料的加脱氢温度下降至100℃以下。这绝对常见的液态有机储氢材料有明显的降落,该类金属有机化合物可以在常温常压下存储和运输氢气,避免高压气罐带来的危险。另外,由于有机底物种类多、变革多,与无机金属杂化后可能衍生出更多品种的候选材料,供进一步筛选。因而,该研究为未来低温可逆储氢材料的开发开辟了崭新的思路。

氢以其能量密度高、无沾染等优点,始终被以为是能量储存跟运输的空想载体。然而,缺乏保险高效的储氢介质被认为是氢能应用技能的瓶颈。目前,世界各大汽车公司均采用高压气罐作为商业燃料电池汽车的储氢系统。然而,该体系压力高达350-700bar,保险性始终受到关注;此外,高压气罐的罐体材料为高强度碳纤维,其造价昂贵,这也是限度燃料电池汽车迅速推广的起因之一。将氢气储存于凝聚态物质中是近二十年储氢资料研究的热点,各种新颖的材料被陆续开发出来。然而这些材料均存在自身的不足,因此开发安全、高效、廉价的氢气贮存跟运输载体,将为燃料电池汽车推广,以及氢能源范畴化应用供应有效的解决打算。

近日,中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组副研讨员何腾和研究员陈萍领导的团队与厦门大学教养吴安安、美国西北太平洋国家实验室Tom Autrey等配合,在储氢材料研究方面取得新进展,相关研究成果以背页封面形式发表在《德国利用化学》()上。

该工作得到国度自然基金委面上名目、科技部国际合作重点专项、大连化物所自主部署基金的援助。

背页封面

大连化物所金属有机化合物用于储氢材料研究获得新进展

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