電漿法製備納米Li/Mg氨基化合物及其儲氫性能研究

《電漿法製備納米Li/Mg氨基化合物及其儲氫性能研究》是李星國為項目負責人，北京大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電漿法製備納米Li/Mg氨基化合物及其儲氫性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人 ：李星國
• 依託單位 ：北京大學

結題摘要

按照申請書的計畫，我們開展了電漿合成納米結構物質規律探索研究，探索了電漿在納米結構Li/Mg氨基化合物合成上的工藝和特性，研究了納米結構Li/Mg氨基化合物的儲氫性質。在電漿合成納米結構物質上取得了一些突破，成功的合成了Mg@C核-殼結構, Li2NH和Mg(NH2)2納米空心球氨基化物等一些高容量儲氫材料，並深入的研究了電漿合成中納米核-殼結構和納米空心球形成的表面作用和Kirkendall效應。 在此基礎上研究了Mg@C核-殼結構, Li2NH和Mg(NH2)2納米空心球氨基化物的儲氫熱力學和動力學性質，研究結果表明通過核-殼結構的形成可以有效抑制電漿合成中Mg納米顆粒的長大，從而可以有效改善Mg的儲氫動力學特性以及循環特性。另外也發現氨基化物Li2NH和Mg(NH2)2的納米空心球結構可以提高氫氣和樣品的反應面積和減少氫氣擴散距離，從而有效的提高了吸放氫速度和降低吸放氫溫度。通過Li2NH與Mg(NH2)2- LiH的複合進一步提高了儲氫容量和循環特性。 總之我們很好的完成了申請書上的計畫內容，在試驗和理論上都取得了一些好的結果。本項目研究共發表SCI收錄論文39篇，著書2本，申請中國專利5項，授權專利3項，培養了博士後2名，7個博士和8個學士。

項目摘要

本項目將利用熱電漿方法進行Li和Mg的氨基化合物納米顆粒合成，研究電漿條件下的納米Li/Mg氨基化合物的形成過程和機理，電漿的強弱、活性粒子濃度、分布和能量大小等合成條件與顆粒大小和形貌的對應關係，通過最佳化合成條件，開發出一種工業化製備這些物質的方法。對於合成出來的Li/Mg氨基化合物納米顆粒，我們將研究它們的儲氫特性，同時研究冷電漿表面處理和改性、顆粒大小和形態、氫化物納米顆粒的複合、催化劑添加、同位素取代等因素對納米Li/Mg氨基化合物的儲氫濃度、吸放氫溫度和熱量、吸放氫氣壓力平台的影響，結合熱力學和動力學的量子計算，從理論上對納米尺度輕質金屬氨基體系的吸放氫性能進行分析，得出吸放氫的機理，尋求突破氨基化合物熱力學和動力學屏障，建立它們的儲氫新模型。同時期待得到一種新的具有優質儲氫性質的材料，滿足商業燃料電池汽車的需要，獲得一些具有我國智慧財產權的原創性成果。