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研究安全、高效和可逆性好的固态储氢技术是推动氢能实用化的关键。LiBH4以18.5 wt%的理论储氢量成为高密度储氢材料热门研究对象,但其稳定的热力学和缓慢的吸放氢动力学特性严重阻碍了实际应用。本文在国内外研究基础上,以生成具有CaB6立方晶体结构产物的复合储氢材料为对象,采用多相复合、添加催化剂、纳米限域等改性方法对LiBH4基复合体系的储氢性能进行优化研究,并深入探讨吸放氢过程中的物相转变及相关作用机理。MgH2的添加显著改善6LiBH4-SrH2体系的储氢性能。样品终止放氢温度比原始样品降低了 85℃。放氢反应分为两步,第一步为MgH2的分解,第二步为LiBH4与SrH2反应生成具有CaB6晶体结构的SrB6和LiH;氢化过程生成LiBH4和Sr2Mg3H10。该样品等温放氢速率相比原始样品提高17.7倍,等温吸氢速率提高了 7.4倍,五次循环之后仍可实现6.8 wt%的循环储氢量。两步反应的表观活化能较原始样品分别降低了 23.8%和20%。C10H10C12Ti的催化添加有效改善6LiBH4-CaH2-3MgH2样品吸放氢性能,添加5 wt%时具有较好的催化效果。样品的起始和终止放氢温度比原始样品分别降低约30℃和25℃,可逆储氢量约为8.1 wt%。第一次等温放氢速率比原始样品提高了 178%,二次放氢仍然有40%的提高。两步放氢反应的表观活化能相比原始样品降低了约18.6%和15.8%。热分解过程中C10H10C12Ti生成了变价态的Ti化合物,催化了 6LiBH4与CaH2的反应,从而改善了复合体系的储氢性能。通过纳米多孔碳(NPC)进行纳米限域改善了 6LiBH4-CaH2体系放氢性能。(6LiBH4-CaH2)@NPC(5:5)样品具有较好的储氢性能,熔渗后样品的起始放氢温度降低了 80℃。在310℃等温条件下,样品300 min能放出储氢量的95.2%,五个循环仍有超过60%的可逆储氢量。熔渗后样品的放氢速率比原始样品提高了29倍,表观活化能比原始样品降低了24.6%。NPC使样品限域在～3.3 nm的孔径中,在循环过程中阻止产物的团聚和长大,增大了比面积,缩短了原子扩散的距离,从而提高了样品的吸放氢动力学性能。