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安全、经济和高效的储氢技术是氢能大规摸应用的重要环节。然而目前的储氢技术仍是氢能利用的瓶颈。经过多年的研究,已经开发出多种储氢材料体系。其中,LiH-LiNH2(Li-N-H)和2LiH-Mg(NH2)2(Li-Mg-N-H)复合储氢体系凭借较大的可逆吸放氢容量和较为温和的吸放氢条件成为最有应用前景的储氢材料。但是,这两个体系的吸放氢工作温度和动力学性能距实用化要求尚有一定距离。针对上述两个体系存在的问题,本文首先综述了国内外关于金属-氮-氢复合储氢体系的最新研究进展,在此基础上,系统研究了LiBH4对Li-N-H体系、Mg(BH4)2对Li-Mg-N-H体系储氢性能的影响及其作用机理。随后又将微波场引入到Li-N-H/LiBH4、Li-Mg-N-H/Mg(BH4)2体系中,在微波辐射的作用下,进一步改善了两个体系的放氢性能。研究了LiBH4的添加对Li-N-H体系吸放氢性能的影响和作用机理。研究证实,LiBH4的添加可以有效改善Li-N-H体系的吸放氢性能。添加10mol%LiBH4(0.1LiBH4)的样品放氢起始温度为192℃,331℃结束放氢,分别比纯Li-N-H体系低35℃和55℃,而且NH3的释放也得到很明显的抑制。0.1LiBH4样品可以在250℃,2MPa的氢压下可逆的存储~4.8wt.%的H2,而纯Li-N-H在相同条件下的可逆储存量只有2.6wt.%。XRD,FTIR和DSC结果表明,LiBH4与LiNH2在球磨阶段生成了(LiNH2)x(LiBH4)(1-x),使得N-H键变弱,随后在219℃熔化,提供了高离子电导率的液相环境,并且能够将固态LiNH2转变为含较弱N-H键的液相状态,从而促进了Li-N-H体系的吸放氢动力学性能。考察了Mg(BH4)2的添加对Li-Mg-N-H体系吸放氢性能的影响和作用机理。研究发现,添加10mol%Mg(BH4)2(0.1Mg(BH4)2)的样品放氢起始温度降低至150℃,放氢峰左移至190℃,分别比纯Li-Mg-N-H体系的降低25℃和30℃。该样品在180℃,5MPa的条件下可以可逆的吸放~4.9wt.%的H2,是纯的Li-Mg-N-H在相同条件下的3倍。XRD,FTIR和DSC等结果表明,添加的Mg(BH4)2与LiH在球磨阶段发生反应,生成了LiBH4,升温过程中与2LiH-Mg(NH2)2放氢的中间相LiNH2结合生成了(LiNH2)x(LiBH4)(1-x),通过去除中间相,从而促进了Li-Mg-N-H体系的吸放氢动力学性能。而且生成的(LiNH2)x(LiBH4)(1-x)中的N-H键变弱,有利于LiH与N-H的结合反应。这两个因素是体系的储氢性能得到改善的主要原因。研究了微波辐射下Li-N-H/LiBH4体系的放氢性能。在400W的微波功率下,添加10mol%LiBH4的样品可以在5min内升温至500℃,实现完全放氢;进一步研究表明使得样品快速升温的是球磨后生成的Li4BN3H10。0.1LiBH4样品在微波加热下250℃恒温30min就可以完全放出4.95wt.%的H2,而纯的Li-N-H体系在传统加热方式下样品的放氢量仅为1.44wt.%。这些结果表明Li-N-H体系在LiBH4的催化和微波辐射的双重作用下,表现出了更加优异的放氢动力学性能。研究了微波辐射对Li-Mg-N-H/Mg(BH4)2体系放氢性能的影响。在400W的微波功率下,添加10mol%Mg(BH4)2的样品在10min内能升温至325℃,实现完全放氢。升温机理研究表明,球磨时生成的LiBH4和升温过程形成的(LiNH2)x(LiBH4)(1-x)在不同温度阶段起到微波吸收介质的作用。0.1Mg(BH4)2样品在微波下180℃恒温30min的放氢量是传统加热下的2.5倍;在100℃时,该样品在传统加热下无法放氢,而在微波下的放氢量达到1.7wt.%。即微波辐射能加快化学反应的速率,促进低温下的放氢。这些结果表明微波辐射是一种改善金属-氮-氢储氢体系放氢性能的有效途径。