新型儲(chǔ)氫材料——復(fù)合氫化物的理論研究.pdf

1、隨著化石能源日漸枯竭，能源危機(jī)是全人類眼前嗜待解決的問(wèn)題。在眾多新能源計(jì)劃中，未來(lái)構(gòu)建一個(gè)“氫能經(jīng)濟(jì)”的構(gòu)想得到了世界各國(guó)的高度關(guān)注。然而，由于缺少經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的儲(chǔ)氫材料，大大限制了“氫能經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展。具有高儲(chǔ)氫量的輕質(zhì)元素氫化物被認(rèn)為是最有潛力的儲(chǔ)氫材料。但是此類化合物的儲(chǔ)氫性質(zhì)仍有待提高。從理論上研究輕質(zhì)元素氫化物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、儲(chǔ)存釋放氫氣的機(jī)理，對(duì)于改進(jìn)其儲(chǔ)氫性能具有重要的意義。本論文研究了Li2NH的晶體結(jié)構(gòu)和Mg2(BH4)2(

2、NH2)2放氫機(jī)理的理論研究，主要結(jié)果總結(jié)如下:
　　一、Li-Mg-N體系是最有可能實(shí)現(xiàn)車載可逆的儲(chǔ)氫體系，Li2NH是其中重要的組成，然而其晶體結(jié)構(gòu)至今仍存在爭(zhēng)議。為進(jìn)一步研究其性質(zhì)以及儲(chǔ)氫放氫機(jī)理，本文基于對(duì)衍射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)分析和前人理論模擬工作，構(gòu)建了新的Li2NH低溫晶體結(jié)構(gòu)的模型。新模型不同的結(jié)構(gòu)基元以及這些結(jié)構(gòu)基元不同取向的隨機(jī)分布便是粉末衍射精修得到Fd(3)m對(duì)稱性的平均結(jié)構(gòu)。新結(jié)構(gòu)的模擬衍射圖與實(shí)驗(yàn)的衍射圖很

3、好的吻合。新結(jié)構(gòu)八面體位Li離子遷移的理論研究結(jié)果，很好地解釋了衍射實(shí)驗(yàn)八面體占據(jù)數(shù)隨溫度的變化，室溫下離子導(dǎo)電的性質(zhì)，闡明了低溫結(jié)構(gòu)與高溫結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)。
　　二、輕金屬的硼氫化合物因其高儲(chǔ)氫量和較小的反應(yīng)熱，一直是可逆儲(chǔ)氫材料研究的熱點(diǎn)。最近實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，混合亞胺鹽可以有效改善硼氫鹽的放氫性質(zhì)。因此，本文研究了Mg2(BH4)2(NH2)2放氫機(jī)理，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和提高此類化合物的儲(chǔ)氫性質(zhì)提供信息。本文的理論研究表明，Mg2(BH4)2