近日，中科院大連化學物理研究所副研究員何騰、研究員陳萍帶領團隊與廈門大學教授吳安安、美國西北太平洋國家實驗室Tom Autrey等合作，在儲氫材料研究方面取得新進展，相關研究成果發表在《德國應用化學》上。 氫以其能量密度高、無污染等優點，一直被認為是能量儲存和運輸的理想載體。然而，缺乏安全高效的儲氫介質被認為是氫能應用技術的瓶頸。 為此，研究團隊提出了一種新策略：利用金屬的電負性差異，修飾有機儲氫材料的電子性質，合成出了一類新穎的有機—無機雜化儲氫體系——金屬有機化合物。研究人員利用具有較強供電子性質的堿金屬或堿土金屬改性有機儲氫材料，發現其環中電子密度明顯增加，從而有效降低了有機材料的脫氫焓變。同時理論計算表明，通過選擇不同的金屬，可以可控地調變材料的脫氫焓變，從而在熱力學上控制材料的脫氫溫度。這項工作以鈉修飾的苯酚—環己醇為例，計算發現其脫氫焓變可以從64.5kJ/mol-H2降低為50.4kJ/mol-H2；此外，隨著金屬給電子能力增強，環己醇鈉α位C-H鍵鍵長增加，二者呈線性關系，這說明材料經過有機無機雜化后，已經被活化，并且脫氫過程中α位C-H鍵優先斷裂。 實驗結果發現，苯酚鈉—環己醇鈉體系可以在150攝氏度、商業催化劑下完成可逆儲氫循環，將材料溶解于水中進行儲氫循環反應后，可以進一步將材料的加脫氫溫度降低至100攝氏度以下。這相對于常見的液態有機儲氫材料有明顯的降低，該類金屬有機化合物可以在常溫常壓下存儲和運輸氫氣，避免高壓氣罐帶來的危險。 |
