《RExAly對配位鋁氫化物儲氫材料的催化改性及其作用機理》是依託浙江大學，由陳立新擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：RExAly對配位鋁氫化物儲氫材料的催化改性及其作用機理
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳立新
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
根據CeAl4、La3Al11等稀土-鋁組元對配位鋁氫化物儲氫材料具有高效催化改性作用的前期研究結果，本項目首次提出對金屬配位鋁氫化物/RExAly(RE=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Sc,Y)體系的微觀結構、儲氫性能與催化機理展開系統的理論計算和實驗研究，力求在採用第一性原理計算預測配位鋁氫化物/RExAly體系吸放氫過程的基元反應、中間產物和速度控制步驟的同時，通過實驗研究掌握不同RExAly種類、晶貌特徵和摻加量對配位鋁氫化物吸放氫性能的影響，查明吸放氫過程中配位鋁氫化物/RExAly體系的微觀結構演變規律及其與可逆儲氫性能的內在聯繫，並結契約步輻射技術研究澄清配位鋁氫化物/RExAly體系吸放氫反應過程中的稀土基催化活性組元的本質特徵，準確揭示其催化作用機理，從而為金屬配位鋁氫化物的後續套用研究奠定基礎。本項目研究對於深入認識各類金屬配位氫化物的催化儲氫機理具有普遍指導意義。
結題摘要
本項目主要對配位鋁氫化物/RExAly (RE=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Sc, Y)複合體系的儲氫性能、微觀結構及其催化機理進行系統研究，查明了配位鋁氫化物/RExAly體系吸放氫過程的基元反應、中間產物和控速步驟，澄清了系列RExAly催化劑種類、晶型特徵和摻加量對配位鋁氫化物循環吸放氫性能的影響規律，進一步闡明了配位鋁氫化物/RExAly體系在吸放氫過程中的微觀結構演變規律及其與樣品吸放氫性能之間的內在聯繫。所研製的納米La3Al11、CeAl4、ScAl3摻雜NaAlH4體系可在120℃下10 min內吸氫飽和，並能在70℃開始顯著放氫，可逆儲氫容量接近5.0 wt.%，其中CeAl4摻雜NaAlH4體系具有最好的吸放氫循環穩定性。通過JMA理論建立了RExAly摻雜NaAlH4體系的動力學反應機理，並採用納米限域方法闡明了NaAlH4的納米尺度對其可逆儲氫過程的熱力學影響機制，準確揭示了RExAly活性組元對配位鋁氫化物吸放氫反應的催化作用機理。上述研究成果對於推動新型配位氫化物儲氫材料的後續研究和套用開發具有重要的理論依據與實際意義。
