[发明专利]一种高容量复合储氢材料硼氢化钙/一氨合硼氢化锂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氢气存储技术及新材料合成领域，具体涉及一种高容量复合储氢材料硼氢化钙/一氨合硼氢化锂的制备方法。

背景技术

氢是一种清洁的燃料，氢能被公认为人类未来的理想能源，而氢能的利用最关键的环节就是氢能的储存。氢的储存是氢能现阶段开发和利用的瓶颈。氢的储存方法有高压气态储存、低温液态储存和固态储存等3种，其中高压气态储存或低温液态储存不能满足将来的储氢目标。固态储氢是通过化学或物理吸附将氢气储存于固态材料中，其能量密度高且安全性好，被认为是最有发展前景的一种氢气储存方式^[1]。

轻质金属的硼氢化合物由于储氢量大(Ca(BH₄)₂为11.4wt. %，LiBH₄为18.4wt. %等)，近些年来成为储氢材料的研究热点。但是目前较高的放氢温度以及较慢的放氢动力制约了其大规模应用^[2-3]。近年来，B-N-H体系的化合物储氢材料，以具有较高的理论含氢量以及较低的起始放氢温度而赢得了广泛的关注^[4-5]，比如，金属氨硼烷络合物^[6-7]，氨络合金属硼氢化物^[8-11]等。其中，一氨合硼氢化锂（LiBH₄·NH₃，18.2 wt. %）具有较高的氢含量被认为是一种潜在的储氢材料。然而，在其热解过程中大量的氨气连同氢气也被释放出来，这对于其再燃料电池方面的应用是很不利的。

最近，复合体系被成功的运用于改善B-N-H基储氢材料的性能^[12-15]，这种复合材料常常具备原材料所不具有的优异放氢性能。我们将Ca(BH₄)₂和LiBH₄·NH₃这两种放氢性能并不理想的材料结合在一起制备成复合储氢材料Ca(BH₄)₂/LiBH₄·NH₃。该物质在80-250^oC之间可释放12.3 wt.%的高纯氢气。其中，LiBH₄·NH₃的制备方法主要参考余学斌等的专利文献^[16]。

参考文献:

[1] Schlapbach, L.; Züttel, A. Nature2001, 414, 353-358.

[2] R?ennebro, E.; Majzoub, E. J. Phys. Chem. B2007, 111, 12045-12047.

[3] Majzoub, E. H.; R?nnebro, E. J. Phys. Chem. C2009, 113, 3352-3358.

[4] Custelcean, R.; Jackson, J. Chem. Rev.2001, 101, 1963-1980.

[5] Hamilton, C.; Baker, R.; Staubitz, A.; Manners, I. Chem. Soc. Rev.2009, 38, 279-293.

[6] Xiong, Z.; Yong, C.; Wu, G.; Chen, P.; Shaw, W.; Karkamkar, A.; Autrey, T.; Jones, M.; Johnson, S.; Edwards, P. Nature Materials2007, 7, 138-141.

[7] Wu, H.; Zhou, W.; Yildirim, T. J. Am. Chem. Soc.2008, 130, 14834-14839.

[8] Guo, Y. H.; Yu, X. B.; Sun, W. W.; Sun, D. L.; Yang, W. N. Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 1087-1091.