近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所復(fù)合氫化物材料化學(xué)研究組研究員陳萍、何騰團(tuán)隊與廈門大學(xué)博士吳安安、美國西北太平洋國家實驗室博士Xue-Bin Wang、美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院博士Hui Wu、安陽師范學(xué)院博士孔祥濤等合作，在金屬有機(jī)氫化物儲氫材料研究方面取得進(jìn)展。
金屬有機(jī)氫化物篩選、合成、表征、測試流程示意圖
氫具有能量密度高、無污染等優(yōu)點，是能量儲存和運輸?shù)睦硐胼d體。然而，安全高效儲氫介質(zhì)的缺乏是制約氫能大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。前期，陳萍、何騰團(tuán)隊提出金屬取代有機(jī)物中活潑氫的策略，開發(fā)出金屬有機(jī)氫化物儲氫新材料（Angew. Chem. Int. Ed.，2019；Energy Storage Mater.，2020）。
金屬有機(jī)氫化物材料由金屬陽離子和有機(jī)陰離子組成，材料種類豐富、性質(zhì)多變。近期，該團(tuán)隊同理論計算學(xué)者合作，預(yù)測了94種金屬有機(jī)氫化物，計算了其熱力學(xué)性質(zhì)，篩選出20余種具有應(yīng)用前景的材料（儲氫容量大于5.0wt%，反應(yīng)脫氫焓變介于25-35kJ/mol-H2之間）。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊合成了吲哚鋰/鈉和氮雜吲哚鋰/鈉四種材料，合作解析了吲哚鋰和氮雜吲哚鈉的晶體結(jié)構(gòu)。實驗發(fā)現(xiàn)，吲哚鋰可以在100℃下完成加氫脫氫循環(huán)，理論儲氫容量達(dá)6.1wt%，其加脫氫熱力學(xué)性能與理論計算十分接近。金屬有機(jī)氫化物材料克服了儲氫容量高和適宜熱力學(xué)性能難以兼得的問題，是一類具有前景的儲氫體系。
相關(guān)研究成果以Developing Ideal Metalorganic Hydrides for Hydrogen Storage: From Theoretical Prediction to Rational Fabrication為題，于近日發(fā)表在《美國化學(xué)會材料快報》（ACS Materials Letters）上。研究工作得到科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委員會、中科院國際合作等的資助。
（來源：大連化學(xué)物理研究所）