中科院大連化學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(dāng)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(jì)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(xué)》(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(xué)院網(wǎng)站)