金属氮基储氢材料

本课题组于2002年率先报导了金属氮基储氢材料Li-N-H和Ca-N-H体系（Nature 2002），该类储氢材料经过富氢和贫氢不同状态的变化实现可逆吸脱氢。贫氢的Li₃N历经两步吸氢反应后转变为富氢产物LiNH₂和LiH；在高温低压下这两种富氢产物相互作用可脱氢至Li₃N，最后实现10.4 wt%的可逆储氢。此研究不仅开创了金属氮基储氢材料新体系，同时还催生了其它复合氢化物储氢材料体系的建立，更为重要的是发展了H⁺与H^-协同脱氢的指导理念（J. Phys. Chem. B 2003, J. Phys. Chem. B 2006），为新型储氢材料的设计提供了思路。用Mg取代Li后发展的Li-Mg-N-H体系因具有温和的反应热力学（ΔH≈40 kJ/mol-H₂）和合理的储氢容量（5.6 wt%）而被认为是最具车载应用潜力的固体复合氢化物储氢材料（Adv. Mater. 2004）。采用稳定产物的策略可以进一步优化Li-Mg-N-H体系的储氢性能，使材料在53℃饱和吸氢、在97℃实现可逆吸脱氢循环（Adv. Energy Mater. 2017）。经过20年的不懈努力，实验室已经开发了多种公斤级的不同应用场合的金属氮基储氢材料体系。

本研究方向主要是为了攻克金属氮基储氢材料实用化过程中所面临的各种科学和技术难点，助力高容量固体储氢材料氢源技术的应用发展。同时，致力于开发新型高容量储氢材料体系。