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大連化物所物理吸附儲氫材料研究取得新進展

2026-04-12 04:38:324906

Li-CMP(0.5 wt% Li)和CMP在77K的氫吸附、脫附等溫線

氫能源作為一種零汙染、可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)日(ri)益(yi)受(shou)到(dao)重(zhong)視(shi)，並(bing)成(cheng)為(wei)潔(jie)淨(jing)能(neng)源(yuan)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)的(de)國(guo)際(ji)前(qian)沿(yan)和(he)熱(re)點(dian)。儲(chu)氫(qing)問(wen)題(ti)是(shi)氫(qing)能(neng)源(yuan)領(ling)域(yu)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)課(ke)題(ti)。目(mu)前(qian)儲(chu)氫(qing)研(yan)究(jiu)包(bao)括(kuo)化(hua)學(xue)儲(chu)氫(qing)和(he)物(wu)理(li)儲(chu)氫(qing)兩(liang)個(ge)領(ling)域(yu)。物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)利(li)用(yong)微(wei)孔(kong)材(cai)料(liao)物(wu)理(li)吸(xi)附(fu)氫(qing)分(fen)子(zi)，因(yin)其(qi)在(zai)特(te)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia)對(dui)氫(qing)氣(qi)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)、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麵或孔腔中，已成為進一步提高微孔材料儲氫量的一條重要途徑。最(zui)近(jin)，中(zhong)科(ke)院(yuan)大(da)連(lian)化(hua)學(xue)物(wu)理(li)研(yan)究(jiu)所(suo)鄧(deng)偉(wei)僑(qiao)所(suo)在(zai)的(de)研(yan)究(jiu)組(zu)及(ji)合(he)作(zuo)者(zhe)使(shi)用(yong)鋰(li)離(li)子(zi)摻(chan)雜(za)技(ji)術(shu)，提(ti)高(gao)微(wei)孔(kong)共(gong)軛(e)聚(ju)合(he)物(wu)對(dui)氫(qing)氣(qi)的(de)吸(xi)附(fu)焓(han)從(cong)而(er)提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)的(de)儲(chu)氫(qing)量(liang)。理(li)論(lun)模(mo)擬(ni)發(fa)現(xian)，鋰(li)離(li)子(zi)在(zai)共(gong)軛(e)體(ti)係(xi)上(shang)對(dui)氫(qing)氣(qi)有(you)增(zeng)強(qiang)的(de)吸(xi)附(fu)作(zuo)用(yong)，可(ke)以(yi)使(shi)氫(qing)分(fen)子(zi)更(geng)牢(lao)固(gu)地(di)吸(xi)附(fu)在(zai)微(wei)孔(kong)材(cai)料(liao)中(zhong)。實(shi)驗(yan)上(shang)，通(tong)過(guo)催(cui)化(hua)聚(ju)合(he)1，3，5-三乙炔苯製備較大比表麵積的三維微孔共軛聚合物（CMP）作(zuo)為(wei)吸(xi)附(fu)載(zai)體(ti)，其(qi)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)中(zhong)的(de)堿(jian)性(xing)活(huo)性(xing)基(ji)團(tuan)碳(tan)碳(tan)叁(san)鍵(jian)吸(xi)附(fu)鋰(li)離(li)子(zi)。鋰(li)離(li)子(zi)有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)了(le)材(cai)料(liao)對(dui)氫(qing)分(fen)子(zi)的(de)吸(xi)附(fu)焓(han)。研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)當(dang)鋰(li)離(li)子(zi)的(de)摻(chan)雜(za)比(bi)例(li)在(zai)0.5wt%時，材料儲氫能力最強，對氫氣的吸附焓為8.1KJ/mol。該材料在77K和1bar條件下，儲氫量高達6.1wt%，刷新了同等條件下的物理吸附儲氫的紀錄，遠遠高於碳納米材料（3.0wt%）和金屬框架化合物（2.5wt%）。

該研究工作以通訊形式刊登在近期的《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed., 2010, 49, 3330-3333. DOI:10.1002/anie.200906936），並被選為熱點文章。