发展高能密度化学电源是解决未来交通、环境和资源等一系列重大问题的关键技术。由于能量密度最高的体系几乎都是采用H和Li为负极材料,因此大力开发基于这两者的化学电源是电化学研究的重要方向。然而,从目前的发展状况来看,现有的储氢和储锂材料均存在着实际比能量偏低等缺陷,尚不能满足相关高技术应用的需求。针对这一情况,本工作选择了几类高比能新型储氢储锂材料,研究了这些新体系的电化学储能性质及其相关的应用问题。主要研究内容和结果如下: 1.针对现有储氢材料储氢密度较低等问题,提出了采用硼化镍催化碱性NaBH₄溶液水解制氢的新方法,考察了该体系在不同条件下水解产氢的动力学性质,并在此基础上构建了小型储氢器的原理性模型。实验发现,通过催化NaBH₄水解可在常温下安全可控地产生高纯氢气。与文献上报道的Ru催化剂相比,硼化镍不仅具有良好的催化活性,且催化反应速度随碱浓度的升高而增大,表现出更好的催化性能,因而更具有实际应用价值。对饱和NaBH₄溶液在不同条件下实际储氢量的分析表明,在常温和正常碱浓度（20%）条件下,NixB—NaBH₄体系的产氢量高达6wt%以上,超过了目前已知的所有储氢体系。小型储氢器的初步测试结果证实,采用启普发生器的原理可方便快捷地实现产氢的开启与关闭,为便携式燃料电池储氢装置的设计提供了一种较为理想的技术方案。 2.针对直接硼氢化物燃料电池中普遍存在的阳极电催化、化学析氢和反应物穿透等问题,提出了采用对BH₄^-既无水解和电催化活性,又同时具有氧还原电催化作用的空气电极的新思路。实验结果表明,本工作发现的MnO₂催化正极同时具备上述多种功能,可用作直接硼氢化物燃料电池的氧电极催化剂,从而在根本上解决了BH₄^-的穿透问题。以此为出发点,通过对BH₄^-在三种典型金属电极表面（Ni,Pt,Au）水解和电氧化行为的考察,提出了BH₄^-水解和电氧化反应的新机理。即BH₄^-的催化水解是其自身电氧化和H₂O还原的共轭反应,并且BH₄^-的电氧化反应途径与电极表面的状态紧密相关。在氢吸附区,BH₄^-的电氧化是通过吸附H或H^-这一中间产物进行的,因而不可避免地会产生H₂。而在氧吸附区,由于表面存在含氧基团,BH₄^-在电氧化过程中不涉及H或H^-等中间产物,故可实现8电子氧化。这一机理较好地解释了实验所观察到的现象,如BH₄^-在Ni电极表面只能实现4电子氧化,而在Pt电极和Au电极表面却能实现超过4电子的氧化,且在Pt电极上的电子反应数随电极电位的正移而逐渐增大等。此外,本