中科院大連化學物理所物理吸附儲氫材料研究取得新進展

氫能源作為一種零污染、可再生能源日益受到重視,并成為潔凈能源研究領(lǐng)域的國際前沿課題和熱點。儲氫問題是氫能源領(lǐng)域的一項重要課題。目前儲氫研究包括化學儲氫和物理儲氫兩個領(lǐng)域。物理吸附利用微孔材料物理吸附氫分子,因其在特定條件下對氫氣具有良好、可逆的熱力學吸附、脫附性能而受到廣泛研究。提高材料對氫氣的吸附作用使氫分子更容易、更牢固地吸附在微孔材料的表面或孔腔中,已成為進一步提高微孔材料儲氫量的一條重要途徑。

最近,中科院大連化學物理研究所鄧偉僑所在的研究組及合作者使用鋰離子摻雜技術(shù),提高微孔共軛聚合物對氫氣的吸附焓從而提高材料的儲氫量。理論模擬發(fā)現(xiàn),鋰離子在共軛體系上對氫氣有增強的吸附作用,可以使氫分子更牢固地吸附在微孔材料中。實驗上,通過催化聚合 1,3,5-三乙炔苯制備較大比表面積的三維微孔共軛聚合物(CMP)作為吸附載體,其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的堿性活性基團碳碳叁鍵吸附鋰離子。鋰離子有效提高了材料對氫分子的吸附焓。研究表明,當鋰離子的摻雜比例在 0.5%(質(zhì)量分數(shù),下同)時,材料儲氫能力最強,對氫氣的吸附焓為 8.1 kJ/mol。該材料在 77 K和 0.1MPa條件下,儲氫量高達 6.1%,刷新了同等條件下的物理吸附儲氫的紀錄,遠遠高于碳納米材料(3.0%)和金屬框架化合物 (2.5%)。

該研究工作以通訊形式刊登在近期的《德國應(yīng)用化學》(Angew.Chem. Int.Ed.)(2010,49:3 330-3 333.DO I:10.1002/anie.200906936),并被選為熱點文章。

(摘自中國科學院網(wǎng)站)