随着人们对能源的需求日益增加,寻找绿色、环保、可再生的新型能源替代当前的-次化石能源已经迫在眉睫。氢能凭借其清洁环保、储藏量大、能量密度高的优点,被科学家们作为未来理想能源载体的候选者之一。在氢能的发展过程中,至关重要的技术难题是解决氢气的储存问题。在诸多不同种类的储氢材料中,“金属-氮-氢”基储氢材料,由于具有储氢量大、运行温度低、动力学性能优良的特点,成为近些年来储氢材料学者们研究的热点。自从陈萍等人在2002年首次提出Li-N-H的储氢体系后,该体系在世界范围内受到广泛关注。该文章提出Li3N能够通过以下两个连续的反应可逆地储存超过10 wt%的氢气。之后不久,LiNH2-LiH体系也作为一个经典的储氢体系被广泛研究,因为它可以通过下述反应更容易的吸/放6.5 wt%的氢气。近几年,有研究表明碱金属钾化合物包括氢化钾、氨基钾、氢氧化钾以及钾的卤化物在改善Li-Mg-N-H储氢体系的动力学性能方面有良好的催化效果。本文在此基础之上,研究并讨论了碱金属氢氧化物、碱金属氢化物、碱金属氨基化物的添加,对Li-N-H体系储氢性能的影响,并讨论其反应机理。1.碱金属氢氧化物加入对LiNH2-LiH体系储氢材料脱氢性能的增强我们研究并讨论了LiOH, NaOH, KOH三种氢氧化物添加对LiNH2-LiH体系脱氢性能的影响,并确定了三种碱金属氢氧化物对于LiNH2-LiH体系脱氢性能都有明显的增强效果。在这三种氢氧化物之中,以KOH效果最为显著。相对于LiNH2-LiH样品较宽的脱氢曲线而言,加入5mol% KOH之后其峰型变得尖锐,并且放氢起点温度降低了36℃,峰值温度降低了42℃。进一步结构表征显示,在球磨过程中碱金属氢氧化物可以与LiH发生反应生成对应的氢化物,而这一现象是碱金属氢氧化物添加的LiNH2-LiH体系动力学性能增强的主要原因。2.碱金属氢化物加入对LiNH2-LiH体系储氢材料脱氢性能的增强我们研究并讨论了加入三种碱金属氢化物(LiH, NaH, KH)的LiNH2-LiH体系脱氢性能。研究结果表明,三种碱金属氢化物对LiNH2-LiH体系脱氢性能都有着明显的增强效果,其中以KH加入的LiNH2-LiH体系效果最为显著。相对于LiNH2-LiH样品较宽的脱氢曲线而言,加入5 mol%KH之后其峰型变得尖锐,并且放氢起点温度降低了20℃,峰值温度降低了30℃。通过机理讨论我们得出,KH添加LiNH2-LiH体系动力学性能之所以得到增强,是因为KH与NH3反应产生催化效果,加速了脱氢反应的进行。在后续循环性能测试中,相对于未添加的LiNH2-LiH样品而言,5 mol%KH加入的LiNH2-LiH样品表现出理想的循环性能。3.碱金属氨基化物添加对LiNH2-LiH体系储氢材料脱氢性能的增强这一部分我们讨论了加入三种碱金属氨基化物(LiNH2, NaNH2, KNH2)的LiNH2-LiH体系脱氢性能。研究结果表明,三种碱金属氨基化物中只有KNH2对LiNH2-LiH体系脱氢性能都有着明显的增强效果。相对于LiNH2-LiH样品较宽的脱氢曲线而言,加入5 mol%KNH2之后其峰型变得尖锐,并且放氢起点温度降低了40℃,峰值温度降低了34℃。进一步结构研究表明,KNH2在球磨过程中与LiH反应生成KH,是加入5mol% KNH2的LiNH2-LiH脱氢动力学性能提升的主要原因。最后,在循环性能测试中,相对于未添加的LiNH2-LiH样品,5 mol% KNH2加入的LiNH2-LiH样品表现出理想的循环性能。