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近日,中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组副研究员何腾和研究员陈萍领导的团队与厦门大学教授吴安安、美国西北太平洋国家实验室Tom Autrey等合作,在储氢材料研究方面取得新进展,相关研究成果以背页封面形式发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。
氢以其能量密度高、无污染等优点,一直被认为是储能和运输的理想载体。然而,缺乏安全高效的储氢介质被认为是氢能应用技术的瓶颈。目前,世界各大汽车公司均采用高压气罐作为商业燃料电池汽车的储氢系统。然而,该系统压力高达350-700bar,安全性一直受到关注;此外,高压气罐的罐体材料为高强度碳纤维,其造价昂贵,这也是限制燃料电池汽车迅速推广的原因之一。将氢气储存于凝聚态物质中是近二十年储氢材料研究的热点,各种新颖的材料被陆续开发出来。然而这些材料均存在自身的不足,因此开发安全、高效、廉价的氢气储存和运输载体,将为燃料电池汽车推广,以及氢能源规模化应用提供有效的解决方案。
近期,该团队提出一种全新的策略:利用金属的电负性差异,修饰有机储氢材料的电子性质,合成出了一类新颖的有机-无机杂化储氢体系——金属有机化合物。理论计算表明,增加有机碳环中的电子密度,可以显著降低有机物的脱氢焓变,且电子密度越高,脱氢焓变越低,科研人员利用具有较强供电子性质的碱金属或碱土金属改性有机储氢材料,发现其环中电子密度明显增加,从而有效地降低了有机材料的脱氢焓变;同时理论计算还表明,随着金属的供电子性质增强,材料的脱氢焓变越低,即通过选择不同的金属,可以可控地调变材料的脱氢焓变,从而在热力学上控制材料的脱氢温度。该工作以钠修饰的苯酚-环己醇为例,计算发现其脱氢焓变可以从64.5kJ/mol-H2降低为50.4kJ/mol-H2;此外,随着金属给电子能力增强,环己醇钠α位C-H键键长增加,二者成线性关系,这说明材料经过有机无机杂化后,已经被活化,并且脱氢过程中α位C-H键优先断裂。
实验结果发现,苯酚钠-环己醇钠体系可以在150℃、商业催化剂下完成可逆储氢循环。而将材料溶解于水中进行储氢循环反应后,可以进一步将材料的加脱氢温度降低至100℃以下。这相对于常见的液态有机储氢材料有明显的降低,该类金属有机化合物可以在常温常压下存储和运输氢气,避免高压气罐带来的危险。另外,由于有机底物种类多、变化多,与无机金属杂化后可以衍生出更多种类的候选材料,供进一步筛选。因此,该研究为未来低温可逆储氢材料的开发开辟了崭新的思路。
该工作得到国家自然基金委面上项目、科技部国际合作重点专项、大连化物所自主部署基金的资助。
背页封面
大连化物所金属有机化合物用于储氢材料研究取得新进展
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近日,禹城市城投公司与LAVO中国、通裕集团、泰岳(德州)投资合伙企业举行固态储氢项目签约仪式,山东禹城市领导苏兰武、高超、秦飞龙,LAVO中国董事长孙九胜,国资集团、城投公司董事长张庆兵见证签约。固态储氢项目是LAVO中国与通裕集团经过四年半的技术探索和产业孵化,最终建成了生产线和中试基地,
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氢能、储能技术是21世纪全球能源转型升级的重大战略需求,寻求安全、高效的储氢方法或材料,已成为各国发展氢能产业的关键。近日,国家稀土功能材料创新中心(以下简称国创中心)研发的全国首台套固态储氢系统示范装置一经亮相就引来业内广泛关注,为工业用氢提供高效、可靠的氢气回收再利用提供“稀土
4月11日,“2023年镁产业链与镁市场论坛”在安徽省巢湖市举行。会上,重庆大学、宝钢金属、南京云海特种金属股份有限公司(以下简称:云海金属)三方共同签署《中温高密度低成本镁基固态储氢材料产品的研发及中试》项目技术开发协议。镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点,其中镁
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近年来,在全球能源转型的大势下,多数国家都将氢能视为实现碳中和的关键能源,而绿氢则是他们追求“氢经济”的终极目标。南美拥有丰富的油气资源和可再生能源,具备氢能发展的资源基础。南美的四大经济体,即巴西、阿根廷、哥伦比亚和智利,都已制定国家级氢产业发展战略,希望凭借全球氢能发展势头形
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北极星氢能网获悉,6月26日,广东省发展改革委印发《广东省广湛氢能高速示范项目实施方案》,该项目从2024年6月至2025年12月,为期18个月。到2024年底前,投入运营500辆4.5吨和10辆49吨燃料电池冷藏车,初步形成广湛高速沿线与珠三角地区氢能冷链物流网络。推动道滘东发油氢合建站(中石化道滘加氢站)
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近日,大连骥翀新能源有限公司(下面简称:大连骥翀)自主研发的搭载80kW燃料电池系统的4.5吨冷藏车在辽宁正式应用,成为首台上牌并在中国辽宁乃至东北区域实际运营的该类车型。该燃料电池系统能够在零下30度低温启动、零下40度低温存放和停机自动保护,极大程度上满足了冷链物流全链条温控需求,具备高度
近日,武汉市经济和信息化局发布《市经济和信息化局关于2024年度支持氢能产业发展财政资金审计结果的公示》。根据审计结果,认定10家企业获批支持氢能产业发展财政资金共计3733.14万元,其中市级资金1866.57万元。详情如下:市经济和信息化局关于2024年度支持氢能产业发展财政资金审计结果的公示根据《
近日,内蒙古呼伦贝尔氢通风光制氢一体化项目获批,总投资185100万元,建设规模及内容包括,光伏占地面积1.07万亩,制氢工厂面积240亩,新建240MW/310MWp光伏电站一座;36MW/144MWH储能电站一座;110kV(2×24MW)变电站一座;110kV架空线路2.5千米及观光游乐设施。
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北极星氢能网获悉,近日,中集安瑞科旗下南通中集太平洋海洋工程有限公司(简称“中集太平洋海工”)成功接获用于全球首制液氨动力散货船的船用液氨燃料罐订单。据了解,中集安瑞科将提供6船套共计12个3000立方米船用液氨燃料罐,建成后用于全球首制液氨动力散货船上,在展现公司液氨船用装备领域产品
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