《碳與合金複合儲氫材料的構建和性能》是依託華南農業大學，由劉應亮擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：碳與合金複合儲氫材料的構建和性能
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：劉應亮
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
首先套用廉價原料：如醇類(乙醇等)、碳水化合物(如糖類、澱粉等)，採用水熱溶劑熱等綠色合成方法製備不同尺寸和結構的球形碳材料；進一步經化學和促廈敬處理獲取具有多孔和高活性的微米碳球、納米碳球、檸檬碳球或空心碳球；套用軟化學和電沉積技術以及機械球磨等方法在碳球表面或孔內製備組裝或沉積儲氫合金、金屬絡合氫化物和貴金屬，構建一類新型複合儲氫材料或具有特殊形貌的儲氫合金。研究製備方法和條件對複合儲棵茅抹氫材料的結構、形貌、尺寸、孔隙、比表面的影響與作用，研究複合儲氫材料的物理化學性能、電化學性能和儲氫性能，並深入考察這些性能與材料結構、形貌、尺寸、表面等的內在關係與變化規律。本項目的研究和完成，將對新型複合儲氫材料的構建與套用，材料結構、形貌與性能關係的理解，新型高效儲氫材料的探尋，對儲氫機制和儲氫熱力學、動力學的認識具有重要價值，為這類複合儲氫材料在能源領域的廣泛套用提供重要的理論基礎和技術依據。
結題摘要
氫的儲存是氫能套用中的關鍵。碳材料具有形態和結構多樣性、化學穩定性高、成本低、儲氫可逆性好和動力學性能優良等獨特優勢，而有望達到美國能源部和世界能源署儲氫目標的氨基捆晚禁市化合物、金屬氫化物和鎂基等儲氫材料由於吸放氫溫度高、可逆性和動力學性能差、初始活化困難、空氣中不穩定等諸多缺陷而目前無法加以使用。本項目首先套用價廉易得的醇類、碳水化合物、殼聚糖、金屬有機化合物和廢氣生物質等原料，採用水熱溶劑熱以及高溫碳化活化等合成方法製備具有新穎結構和形貌的碳材料，主要包括球形碳材料和多孔碳材料以及碳的空心結構，並研究了它們的形成機理，以及不同結構和形貌碳材料的電化學性能和孔炭材料的儲氫性能。在此基礎上，發展原位合成路線和利用化學還原手段以及機械球磨等技術構築氧化物/碳、碳/金屬、碳/合金以及碳/金屬氫化物等碳基復擔察乎合材料，研究了這類複合材料的電化學和儲氫性能、影響因素以及變化規律。採用最佳化設計、有機合成、納米技術、機械化學法製備和表征了系列新型儲氫材料。研究了金屬有機框架化合物、多孔炭材料、多孔材料限域及催化改性高容量儲氫材料(氨硼烷（NH3BH3），LiBH4，LiAlH4，NaAlH4，MgH2等)的結構、性能和儲氫熱力學和動力學相關性質，並探討了其吸放氫機理。本項目還成功設計製備了性能優異的新型鋁合金材料，實現了其原位產氫與燃料電池對接；建立了金屬氫化物、配位氰化物、金屬有機框架化合物和炭基材料等儲氫材料資料庫。本項目主要的創新蘭巴迎點體現在：開闢了利用價廉易得的醇類化合物有效調控碳材料結構形貌、尺寸大小的新的方法和途徑，這一方法也可以為碳/金屬氧化物、碳/金屬等核殼結構及相應的空心結構的構建以及金屬氧化物與金屬的形貌的調控提供新的機會；發展了利用水熱溶劑熱方法催故處理廢棄生物質獲取優良儲氫性能的碳材料的新的方向；設計合成了系列具有優恥艱凳良儲氫性能的新的金屬有機框架化合物；創造性地利用金屬有機框架化合物、多孔炭材料、多孔材料限域及催化效應改善了氨硼烷、金屬氫化物和鎂基等高容量儲氫材料的結構、儲氫性能和動力學與熱力學性質。本項目研究成果為高容量儲氫材料和複合儲氫材料進一步的理論與套用研究奠定了基礎。
