储氢材料的分类及研究进展

1、储氢材料的研究进展1储氢材料的研究背景2储氢材料的种类及研究进展3储氢材料的应用4总结与展望1储氢材料的研究背景氢是一种清洁的燃料，氢能被认为是未来有发展前景的 新型能源之一。以多种方式制备的氢气，通过燃料电池直接转 变为电力，可以用于汽车、火车等交通工具 ，也可用于工业、 商用和民用建筑等固定式发电供热设施，实现终端污染物零排放。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高、清 洁的绿色能源及能源载体，也被认为是连接化石能源向可再 生能源过渡的重要桥梁。在未来的能源体系中，氢能可以成为与电能并重而互补的终端二次能源，渗透并服务于科技领 域和社会经济生活的各个方面 ，从而为国家的能源安全和环 境

2、保护做出重要贡献。虽然氢能的研发目前尚未形成现实生 产力，但科技进步日新月异，已经使人们感受到新型能源带 来的希望。氢能的开发包括氢的制取、储存和利用等技术。当氢作 为一种燃料时，具有分散性和间歇性使用的特点，因此必须解决储存和运输问题。近10年来，氢燃料电池、氢燃料电池汽车及其相关领域的快速发展，有效推动了氢能技术的进 步，但经济、安全、高效的氢储存技术仍是现阶段氢能应用 的瓶颈。对于车用氢气存储系统，要求实际储氢能力大于311 kg（相当于小汽车行驶500 km所需的燃料）,国际能源署（I EA）提出的目标是储氢质量分数大于5%、体 积储氢密度大于50 kg 战/m3,并且放氢温度低于 3

3、53 K,循环寿命超过1 000次;而美国能源部（DOE）提出到2010 年储氢质量分数不低于6%、体积储氢大于 62 kgH2/m3，到2015年储氢质量分数不低于9%,且循环寿命超过1 500次.氢的储存是以氢的相图为基础的。在低温区，氢以固体形式存在，而在0 C和105Pa的压力下，是密度为0.01089 886 kg/m3的气体，在三相点和临界点之间很小的范围内 ，氢 气在-253 e下是密度为7018 kg/m3的液体。根据氢的气体特性,其储存方式主要分为高 压压缩储氢、低温液态储氢、固态储氢等3种。图1给出了目前所采用和正在研究的储氢材料的储氢质量分数和体积储氢密度 5,分析图1可

4、以看出，除液氢储存外，还没有其它 技术能满足上述要求。因此，发展高能量密度、高效率和安全的氢储运技术是目前研究的热 点和必须解决的关键技术问题。下面对目前所研究或采用的主要储氢材料与技术作介绍。Density： g * cm 1 2 g r cm J 1 g cm 0 7g * cmA AI(BHJLiBHHq號Mg FeH, y-r /c.LaNiH, MgHF NaBh I ./ A." A 7 ?FeTiH,.MgNiH,r caHtlNaAIH( "/UiH j kbh?/ &/g/ / Liquid. Hr Hhysiso rtoed -J20 8Qm c

5、artm"y 50 Pressurized H严 rized20 (composit materiat)HeelPMPaPlMPa.一2.L0510152025ir(HJ/%ieo140120100806040200图1主要储氢材料与技术的储氢质量分数和体积密度Figi Mass fraction and volum etric density of some hydrogen storage materials and technologies2储氢材料的种类及研究进展2.1高压压缩储氢材料2.2液态储氢材料2.3固态储氢材料2储氢材料的种类及研究进展2.1高压压缩储氢材料根据气体

6、状态方程，对于一定量的气体，当温度一定时升高压力会减小气体所占的体积 ，从而提高氢气密度。高压 钢瓶储氢就是基于这一原理的一种常用的氢气储存方法。高 压气态储氢是一种应用广泛、简便易行、技术相对成熟的储 氢方式，而且成本低，充放氢速度快，在常温下就可进行。近 年来开发了一种有纤维复合材料组成的新型耐压储氢容器， 其储氢压力可达 2060MPa。这种耐压容器是有碳纤维、玻 璃、陶瓷及金属组成的薄壁容器，质量储氢容量可达到 5%10%。但其缺点是需要厚重的耐压容器，并要消耗较大的氢气压缩功，存在氢气易泄漏和容器爆破等不安全因素； 另外，还需要解决阀体与容器的接口及快速加氢等关键技 术。因此高压压缩

7、储氢容器还需要进一步发展。一个充气压力为 15MPa的标准高压钢瓶储氢质量仅约占110%;供太空用的钛瓶储氢质量分数也仅为 5%。可见，高压钢瓶储氢的能量密度一般都比较低。近年来开发的由碳纤 维复合材料组成的新型轻质耐压储氢容器，其储氢压力可达 35- 70MPa。耐压容器是由碳纤维、玻璃、陶瓷等组成的薄壁容器，其储氢方法简单，成本低，储氢质量分数可达5%10%，而且复合储氢容器不需要内部热交换装置。现在正在研究能耐压 80MPa的轻型材料，这样，氢的体积密度可达到 36 kg/m3。但这类高压钢瓶的主要缺点是需要较大的体积和如 何构筑理想的圆柱形外形；另外，还需要解决阀体与容器的接口及快速加

8、氢等关键技术。因 此高压压缩储氢容器还需要进一步发展。我国浙江大学研制成功 5 m3固定式高压（42 MPa）储氢罐，服务于北京奥运会的氢燃料示范车加氢。2.2液态储氢材料液态储氢材料有低温液态储氢材料；机液体储氢和无水液氨储氢等，由于具有原料容易储运、加注和携带，能量转换效率较高，能量密度大和安全可靠性等明显优势，被认为 是短期内最具现实意义的燃料电池移动氢源现场制氢技术 之一。2.2.1低温液态储氢材料低温液态储氢具有较高的体积能量密度。常温、常压下 液氢的密度为气态氢的845倍，其体积能量密度比压缩储存要高好几倍，与同一体积的储氢容器相比，其储氢质量大幅 度提高。液氢储存工艺特别适于储存

9、空间有限的运载场合 如航天飞机用的火箭发动机、汽车发动机和洲际飞行运输工 具等。若仅从质量和体积上考虑，液氢储存是一种极为理想的 储氢方式。但是由于氢气液化要消耗很大的冷却能量，液化过程所需的能耗约是储存氢气热值的50%，增加了储氢和用氢成本。另外，液氢储存容器必须使用超低温用的特殊容 器，由于液氢储存的装料和绝热不完善，容易导致较高的蒸发损失，因而技术复杂、储氢成本高。高度绝热的储氢容器 是目前研究的重点。222液态有机储氢材料液态有机储氢材料最早由Sultan等于1975年提出，是一种新型的储氢材料。主要是利用液态芳香族化合物作为储 氢载体，如：苯（理论储氢量 7.19%）、甲苯 （理论储

10、氢 量6.18%）、萘环 等。这类材料通常利用分子自身的不饱和 键与氢在一定条件下发生催化加氢反应，利用其可逆过程实 现催化脱氢。液态有机储氢材料储氢量较高、性能稳定、安 全性高、原则上可同汽油一样在常温常压下储存和运输，具 有直接利用现有汽油输送方式和加油站构架的优势。但是液 态有机储氢材料催化加氢和催化脱氢装置的投资费用比较 大，目前主要采用 Pt-Sn/AI2O3,能耗比较高，储氢技术操作 比其他方法复杂得多。寻找合适的催化剂和减少脱氢过程的 能耗是现阶段研究的难点。2.2.3液氨分解制氢近年来，氨分解制氢也引起了人们的注意。氨作为富氢的燃料，由于具有能量密度高（含氢质量分数为 1718

11、% ）,氨（NH3）运输、分布、储存和使用的基础设施已经比较完备，而且制氢过程不产生 CO,在氢能系统中可以省去CO的变换工序，从而使得移动制氢流程简化，为装置小型化提供了可能，使氢能系统具有更高的比能量和比功率。但NH3分解制氢也有自身的缺点，主要是对于反应器、管道和控制阀门材料 的抗腐蚀性能要求较高。另外，由于反应过程吸热，需要额外提供热量以维持反应的进行。液态储氢技术欲圆梦氢能利用 作者：陈传武2014年08月12日 来源：中国化工报中化新网讯将氢气经特殊处理溶解在液态材料中，实现氢能的常态化、安全化应用,甚至用普通矿泉水瓶也能装运，这一愿景正在逐渐接近现实。中国化工报记者昨天从中国地质

12、大学（武汉）可持续能源实验室了解到， 他们开发的液态储氢技术已经完成了实验室阶段的 研究，正准备进行大规模中试和工程化试验。2.3固态储氢材料固态材料储氢是通过化学反应或物理吸附将氢气储存于固态材料中，其能量密度高且安全性好，被认为是最有发 展前景的一种新型简便的氢气储存方式。固态储氢材料包括可充氢化物（如金属氢化物-镍电池）、化学氢化物（如水 解或热解储氢）、碳和其他高比表面积材料（主要以物理吸附为主）。表1列出了一些固态材料的理论储氢能力。表1一些固态材料的储氢能力（理论）Tablel Theoretical hydrogen storage capacity of solid mater

13、ialMedium丹门%LaNi5H61.37Ti 0.97Z0.03C1.6 Mn 0.4H 2.421.55FeTiH1.951.85MgH 27.65Mg2NiH43.6Mg2CoH54.5Mg 2FeH65.5LiAlH 410.6Na AlH 47.5Mg(AIH 4)29.3LiBH 418.5NaBH410.6Al(BH 4)316.9LiAIH 2(BH 4)2Mg(BH 4)2Ti(BH 4)3Zr(BH 4)3LiNH 215.314.913.18.98.7Mg(BH 2)27.1NH3BH319.6图2固态储氢材料的发展过程F ig13 Developme nt of s

14、olid hydroge n storage materials2口 二一 HT-i'ocodBO lio50?lh a-q's0Aa£r图2给出了固态储氢材料的发展过程。可以看出 ，在中低温条件下，储氢材料是随着可逆储氢容量的增加和体系吸放氢动力学的改善而发展的。2.3.1新型碳质材料碳质材料是近年来出现的一种新型储氢基质。很多学者 对碳质材料的储氢机理进行了研究，目前普遍认为碳质材料 以物理吸附为主。关于各种碳储氢材料的结构、性能、制备和应用等方面 的研究，都已取得大量研究成果。然而 ，尽管碳材料储氢具 有较佳的发展前景，但其受设备、样品、纯化及储氢机理等 问题的

15、困扰，所得结论差别甚大、重复性差 ，目前仍处于实 验室研究阶段。表3几种碳质材料储氢性能的比较吸附材料吸附温度(K)吸附压力(MPa)吸附容量活性炭786.80%8.20%654.2碳纳米管200400常压20%多壁纳米管3000.11.80%231.1 活性炭高比表面积活性炭储氢是利用其巨大的表面积与氢分子之间的范德华力来实现的，是典型的超临界气体吸附。一 方面H2的吸附量与碳材料的表面积成正比；另一方面H2的吸附量随着温度的升高而呈指数规律降低。活性炭吸氢性能 与温度和压力密切相关，温度越低、压力越大，储氢量越大, 但在某一温度下，吸附量随压力增大将趋于某一定值。压力的 影响小于低温的影响

16、。活性炭储氢主要利用炭对 H2的吸附作用储氢。普通活性 炭的储氢密度很低，即使在低温下也达不到 1wt%。周理用 比表面积高达 3000m2/g的超级活性炭储氢，在196 c、 3MPa下储氢密度高达 5wt%。231.2碳纳米纤维由于碳纳米纤维具有很高的比表面积，大量的H2被吸附在碳纳米纤维表面，并为H2进入碳纳米纤维提供了主要通道;并且，碳纳米纤维的层间距远远大于H2分子的动力学直径(0.289nm),大量的H2可进入碳纳米纤维的层面之间；而且, 碳纳米纤维有中空管，可以像碳纳米管一样具有毛细作用，H2可凝结在中空管中，从而使碳纳米纤维具有较高储氢密度。 碳纳米纤维的储氢量与其直径、结构和

17、质量有密切关系。在 一定范围内，直径越细，质量越高，纳米碳纤维的储氢量越 大。白朔等用流动催化法制备的碳纳米纤维(直径约100nm )在室温下的储氢密度为10wt% ,ChambersA等用碳纳米纤维在25 C、12MPa下的储氢密度达 67.0wt%。231.3纳米碳管碳纳米管由于其具有储氢量大、释放氢速度快、可在常 温下释氢等优点，被认为是一种有广阔发展前景的储氢材 料。碳纳米管可分为单壁碳纳米管(SWNT )和多壁碳纳米管(MWNT),它们均是由单层或多层的石墨片卷曲而成，具有长径比很高的纳米级中空管。中空管内径为0.7到几十nm,特别是SWNT的内径一般 < 2n m,而这个尺度

18、是微孔和中 孔的分界尺寸，这说明S WNT的中空管具有微孔性质，可以看作是一种微孔材料其研究重点主要集中在H 2在碳纳米管内的吸附性质、氢在碳纳米管中的存在状态、表面势和碳纳米管直径对 储氢密度的影响等上。国内外对碳纳米管储氢做了大量的研究，成会明等 测得在室温、10 MPa下单壁碳纳米管的储氢密度为4.2wt%,DillonAC 等研究的单壁碳纳米管在-140 C、6.7 io4 Pa下的储氢密度为5wt % , YeY等报道在-293 c、12MPa下碳纳米 管的储氢密度为 8wt% , Chen P等报道在380、常压下碳纳 米管的储氢密度达20.0wt%。2.3.2储氢合金材料金属合金

19、，特别是轻金属合金，是目前研究较多的储氢 材料之一。镍氢电池的开发即是金属氢化物储氢材料的成功 案例。金属合金储氢材料在一定温度和压力下能完成氢气的 储存与释放。其主要特点是储氢量较大。与物理吸附储氢相 比，这类材料的氢化物通常过于稳定，加氢/脱氢只能在较高温度下进行，热交换比较困难。2.3.2.1稀土系储氢合金以LaNi 5为代表的稀土系储氢合金被认为是所有储氢 首次报道了 LaNi 5合金具有很高的储氢能力，从此储氢合 金的研究与利用均得到了较大的发展。合金中应用性能最好的一类1969年，荷兰 Philips实验室金属间化合物 LaNi 5具有六方结构，其中有许多间隙 位置，可以固溶大量的

20、氢。晶体结构研究结果表明，LaNi 5晶 胞是由3个十二面体、9个八面体、6个六面体和 36个 四方四面体组成，其中十二面体、八面体和六面体的晶格间 隙半径均大于氢原子半径，理论上可储存氢原子，而四方四 面体晶格间隙较小则不能储存氢原子。因此，每个LaNi5晶胞内理论可以储存 18个氢原子，即最大储氢质量分数为 1.379% （研究发现，其实测储氢质量分数约为1.35% 1.38% ）。LaNi 5初期氢化容易，反应速度快，20C时的氢分解压 较低（仅几个大气压），吸放氢性能优良。但是，储氢合金存 在原材料（La）价格高、循环退化严重、易于粉化、密度过大 等缺点。王启东等人研制的含铈量较少的富

21、镧混合稀土储氢合金Ml Ni 5 （Ml是富镧混合稀土 ），在室温下一次加氢，100400 MPa即能活化，吸氢质量分数可达 1.5%1.6% （吸 氢平衡时间v 6 mi n），放氢质量分数约 9 5 %9 7 % （放氢 平衡时间v 2 0 m in），且其平台压力低，吸放氢滞后压差v20 MPa,动力学性能良好。M I Ni 5 的成本比 LaNi 5低2 .5 倍，易熔炼抗中毒性好，再生容易。蔡学章等人采用A I、M n、Si、Sn、F e等置换Ni以克服合金的粉化，对其储氢性能的改善技术开展了系列研究， 现已取得了初步的研究进展。232.2钛系储氢合金1969年，美国 Brookha

22、ven国立实验室首次合成具有CsCI结构的FeTi合金，其储氢质量分数为 1.8%。FeTi合金 储氢能力较好，略高于LaNi5，其作为储氢材料的优越性在 于以下2点：FeTi合金活化后，能可逆地吸放大量的氢， 且氢化物的分解压强仅为几个大气压，接近工业应用； Fe、T i元素在自然界中含量丰富，价格便宜，适合在工业中 大规模应用。因此，FeTi合金一度被认为是一种很有应用前 景的储氢材料而深受人们关注，但由于该材料易于形成TiO 2致密层，使其极难活化，严重限制了其应用。20世纪70年代以来，研究者就FeTi合金的活化机理及 其活化性能的改善技术进行了大量研究。研究结果表明，在 不同的气氛下

23、，采用机械合金化工艺掺杂催化元素Pd，可极大改善材料的活化性能和吸放氢性能；在纯Ar气氛下，掺杂少量的Ni，球磨2030h后制备的FeTi材料不需活化即可很 容易地吸氢；用M n、C r、Z r、Ni等过渡族元素取代FeTi合 金中的部分Fe也可以明显改善合金的活化性能。2.3.2.3镁系储氢合金镁及镁基合金具有储氢量大（ MgH2的含氢量达7.6%,而Mg2NiH4的含氢量也达到3.6%）、重量轻（密度仅为1.74g/cm3 ）、资源丰富、价格低廉等优点。但由于 Mg表 面易氧化生成氧化膜，导致Mg吸放氢的条件比较苛刻 ，表现为Mg与H2需要在 300-400 C、2.4-40MPa下才能生

24、成成 MgH2 ,0.1MPa时离解温度为 287C ,且反应速度慢。目前通 过合金化改善 Mg基合金氢化反应的动力学和热力学。Ni、Cu、Re等元素对Mg的氢化反应有良好的催化作用。最早研究镁基储氢材料的是美国的Reilly等，他们将镁和镍熔炼制成了Mg2Ni合金。该合金在 2MPa、300 C下与氢反应生成 Mg2NiH4 ,在压力为0.101MPa下的解氢温 度为253C，比纯镁明显降低。镍的加入对镁氢化物的形成起催化作用，加快了氢化反应速度。A. Zal uska 9研究了氢气气氛下进行球磨的单质镁的 储氢性能，结果发现，粒径30 nm的镁粉在1.0MPa氢压下300 C时20mi n

25、内储氢质量分数即可达 4.0%，该纳米晶镁甚 至不经活化，一次吸氢即展示出相当好的吸氢能力，而多晶 镁在300 C时基本不吸氢。J. Huot等人将质量分数 5% V与MgH2球磨后，在1.0 M Pa氢压下150C时20 s内吸氢质量分数即达 4.6% , 100 s 内达到最大吸氢量； 在0.015 MPa氢压下 200 C时200 s内放 氢完全，其吸放氢温度明显降低。通过添加Ca、Cu、A l和稀土金属可提高其吸放氢的速度，从而形成了适合不同用途 的M g?Cu、M g?Ca、Mg 1.92 Al 0.08Ni等镁系储氢合金，大大 改善了合金的储氢性能。Suda等人应用氟处理技术改善M

26、g基合金的表面特性，处理过的合金在比较温和的条件下即表现出良好的吸氢性能， 部分氟处理后合金在 40 C下就可吸氢。232.4 Laves相系储氢材料Laves相系合金材料是一类非常具有潜在研究价值的储 氢材料，已发现的Laves相系(A B2型)储氢材料有3种晶 相结构：立方晶相C15(MgZn2)、六方晶相 C14(MgCu2)和双六方晶相C36(NiMg 2)。相结构的稳定性主要取决于构成材 料的元素原子的几何半径比、电负性和各原子的化合价等。与以LaN i5为代表的稀土系储氢材料相比，L aves相系 合金材料(Z rV 2H 5 .3、Z rM n 2H3 .6、ZrCr 2H 3.

27、4)具有较咼的存储 容量、更高的动力学效率、更长的使用寿命和相对较低的成 本等特点，然而此类材料的氢化物在室温时过于稳定，不易 脱氢。目前开展的更深入的研究侧重于多组分元素取代后形成的Laves相系合金材料，女口 ZrTx (Mn、Cr)2-yMy(T为Ti、 丫、Hf、Sc、Nb, M 为 V、Mo、Mn、Cr、Fe、Co、Ni、 Cu、Al、Si、Ge)。2.3.2.5 锆系锆系储氢合金主要有Zr-V、Zr-Cr和Zr-Mn系列，以 ZrV2、ZrCr2、ZrMn2 等为代表，可用通式 AB2 表示,具有C14、C15、C36等Laves相结构，吸氢量大、反应速度快以及易活化、没有滞后效应

28、等优点，但稳定性较差。为改善其性能，常添加Ni、 Mn、 Cr、V等元素，合金的相 结构由ZrMn2的纯C14相结构转变为 C15或两者的混 相结构，同时合金中出现一系列的Zr-Ni相。Zr-Ni相合金具有很高的气态吸氢容量，室温下非常稳定、吸放氢平台压力很低、可逆吸放性差，但其具有良好的催化活性和耐腐蚀 性，使合金析出的 Zr-Ni相与合金中的Laves相起协同作用，提高合金的综合电化学性能。2.3.3复合氢化物材料(络合物储氢材料、配位氢化物)2.3.3.1 铝氢化物铝氢化物是一类含 Al的金属复合氢化物，如LiAIH4,NaAIH4,KAIH4,Mg(AIH4)2,Ca(AIH4)2等铝

29、氢化物是一类含AI的金属复合氢化物。，其中以LiAIH4和NaAIH4为代 表。不同于金属间化合物，这些复合氢化物放氢通过一系列的 分解反应，例如NaAIH4的脱氢反应为：NaAIH 4 1/3Na3AIH 6+2/3AI+H 2(180230 c) (1)Na3AIH 6 3NaH+AI+3/2H 2(260 C) (2)反应(1),(2)分别放出质量分数为3.17%和1.19%的氢，可逆的储氢质量分数达到5.6%,这一数值比金属氢化物要高得多。NaH分解放氢需在425 c以上才能发生，因此对应用已无 实际意义。反应式(1),(2)的可逆性是实际应用的决定因素，如能降低反应式(1),(2)的

30、温度，并在较为温和的条件下实现反应 的可逆化,NaAlH 4将是一种很好的储氢材料。NaAlH 4和Na3AIH 6在室温附近是较稳定的氢化物 ，分解 速率很低。只有在加入催化剂降低反应的活化能之后 ，才能提 高其分解速率。Bogdanovic等报道的掺Ti(OBu n)4催化 NaAIH4体系研究，开启了配位氢化物储氢材料研究的大门,使得与轻金属相关的轻质储氢材料倍受关注。他们首先利用Ti醇盐作为催化剂前驱体,尤其是 Ti( OBun)4，将催化剂前驱体和 NaAIH4在THF中混合，或者 与NaAlH4浆体在有机溶剂中混合，后来又研究了 TiCl3和胶 体Ti催化剂前驱体。将含有 3种不同

31、掺杂剂的NaAIH4球磨,比较掺杂后的 3种体系的动力 学，发现含有3种掺杂剂的NaAIH4氢化动力学性能差别超 过10倍说明Ti的添加，提高了 NaAIH4的氢化/脱氢动力学性 能。王平等发现金属Ti颗粒直接作为掺杂剂，氢的循环质量 分数仅稳定在约 3%,远低于NaAIH4可逆反应放出质量分数 为516%氢的理论值。进一步研究发现 ，在机械球磨过程中 添加的Ti颗粒原位加氢成为纳米 Ti氢化物，Ti氢化物颗粒不 利的分散状态可能造成 Ti-NaAIH4体系储氢性能差的原因。因此将掺杂方法聚焦在掺杂体系的微观结构优化上，他们采用两步法将NaH+AI+0.04Ti样品机械球磨 20h,脱氢速率增

32、大 了 5倍，储氢质量分数超过 4.3%233.2硼氢化物硼氢化物以LiBH 4和NaBH4为代表。由于强的、高度有 序的B-H共价键和离子键相互作用，使硼氢化物具有非常高 的热力学稳定性，严重影响了硼氢化物可逆吸放氢反应的动 力学和热力学。碱金属及碱土金属硼氢化物的脱氢过程有以 下几种形式：M(BH4)tMH+B+3/2H 2 (3)或M(BH4)tMB+2H 2 (4)M(BH 4)2MH2+2B+3H2 (5)或M(BH4)2 MB2+ 4H2 (6)或 M(BH4)2t2/3MH2+1/3MB 6+10/3H2 (7)LiBH 4晶体具有正交晶系结构，空间群为 Pnma,每个扭曲的BH

33、j周围有4个Li+，而每个Li+周围有4个BH4-, 二者具有四面体构型。根据键的性质 丄iBH4在不同的温度范 围会出现不同的脱氢步骤。2.3.3.3氨基化物2002年，陈萍等首次报道了金属氨基物Li-N-H的可逆吸放氢容量在528K达到质量分数为6.5%,激起了国际上对新型 金属氮氢化物储氢材料的研究热潮。其可逆吸放氢反应为：LiNH 2+LiH Li2NH+H 2(8)氨基化锂在Li +和NH 2-之间具有强的离子特征，通过添 加金属、金属盐或氧化物等来改善动力学和可逆性能 ，可以降 低反应式(8)的脱氢温度。2.334氨硼烷氨硼烷NH 3BH 3(Ammonia Borane,AB)具

34、有非常高的储氢 质量分数和体积储氢密度(分别为19.6%和0.145kgH2/L),远超过DOE2015年的目标值(9.0%和0.082kgH2/L),而且键 合氢的2/3在适中的温度范围内都能放出。这些性质使AB和相关材料成为现场制氢应用的重要材料。AB在空气中稳定，能溶解在水里和其他极性溶剂中。AB热分解是一个复杂的过程，包含一系列连续反应：NH3BH3 NH2BH2+H2(质量分数 6.5% )(9)XNH2BH2(NH2BH2)x(10)(NH2BH2)x(NHBH) x+H2(质量分数 6.9%)( 11)第1步快速分解放出1.0molH 2/molAB(式9),相应于质量 分数6.5%的氢。在约125 C自发形成(NH2BH2)x聚合物(式 10), 在约155 C下(NH 2BHx聚合物分解放出质量分数为6.9%的氢(式11),温度超过500 c,(NHBH)x释放残留的氢形成 BN。234金属有机骨架化合物（MOFs）储氢材料金属有机骨架化合物（MOFs）是由含氧、氮等的多齿有 机配体（大多是芳香多酸或多碱）与过渡金属离子自组装