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功能纳米化协同效应改善硼氮基氢化物可逆储氢性能研究

批准号:
51471053
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
余学斌
依托单位:
学科分类:
金属生物与仿生材料
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘效艳、张立君、陈振、李梦、苏嘉濠、陈洁

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
硼氮基储氢材料由于含氢量高和分解温度低,是当前储氢领域研究的重点。如何实现硼氮基储氢材料分解产物的有效再生,是该体系作为储氢材料研究的重要科学问题。本课题针对硼氮基储氢材料分解产物难以再生这一关键科学问题,提出采用功能化纳米化协同修饰策略来改性硼氮基储氢材料的储氢性能,实现其分解产物的高效再生。同时结合第一原理计算,力图阐明:1) 功能纳米化修饰对硼氮基储氢材料中B-H键、N-H键及双氢键(NHoooHB)断裂的调控机制;2) 硼氮基储氢材料中双氢键NHoooHB)的强弱对其分解路径的影响规律;3) 硼氮基储氢材料的分解中间态和终产物的形成过程与其再生条件之间的构效关系。在此基础上,进一步通过优化再生条件,实现硼氮基储氢材料更加高效的再生循环性能,为该类氢化物体系可再生储氢性能的研究提供一定的理论依据,并为后续的应用研究奠定基础。
英文摘要
BN-based hydrogen storage materials have been regarded as a promising hydrogen storage system due to their high theoretic hydrogen capacity and low decomposition temperature. The key issue in this system is how to realize a high-efficient regeneration from their decomposition products. Based on our previous results, this project proposes a functionalized nano-modification route to improve the hydrogen storage properties of this system and achieve a high-efficient regeneration.With combination of the DFT calculations, the aims of this proposal are try to clarify the below questions: (1) The relationship between the functionalized nan-modification and the decomposition mechanism of B-H, N-H and NHoooHB bonds;(2) The effect of the NHoooHB bonds on the decomposition pathway of the BN-based hydrogen storage materials;(3) The relationship between the formation process of the intermediate and final products of the BN-based materials and their regeneration conditions. Further efforts on synthesizing the BN-based hydrogen storage materials wih more favorable hydrogen storage properties will be conducted based on the above study. The outcomes of this project will provide some insights into the mechanism and application of the BN-based hydrogen storage materials.
硼氮基储氢材料由于含氢量高和分解温度低,是当前储氢领域研究的重点。如何实现硼氮基储氢材料分解产物的有效再生,是该体系作为储氢材料研究亟待解决的重要科学问题。本课题针对硼氮基储氢材料分解产物稳定,难以可逆加氢这一关键科学问题,采用功能纳米化协同修饰策略来改性硼氮基储氢材料的储氢性能,实现了体系储氢性能的显著改善。通过“消化-还原”等多步再生方法,实现了硼氮基储氢材料分解产物的可逆加氢。进一步,通过理论计算,阐述了硼氮基储氢材料的分解中间态和终产物的形成过程与其再生条件之间的构效关系。这为硼氮基储氢材料体系的可逆再生研究提供了一定的理论依据,并为后续的应用研究奠定了基础。在此基础上,我们将功能纳米化协同修饰策略拓展到其它多个高氢量储氢材料体系,大幅度地改善了这些储氢材料的储氢性能,这些结果对硼氮基储氢材料及其它高氢量储氢材料体系的后续研究具有重要的指导意义。以上成果共发表SCI论文20余篇,申请国家发明专利5项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
General Synthesis of Transition Metal Oxide Ultrafine Nanoparticles Embedded in Hierarchically Porous Carbon Nanofibers as Advanced Electrodes for Lithium Storage
嵌入多级多孔碳纳米纤维中的过渡金属氧化物超细纳米粒子作为先进锂存储电极的一般合成
DOI: 10.1002/adfm.201601685
发表时间: 2016-09-13
期刊: ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
影响因子: 19
作者: [Xia, Guanglin, Zhang, Lijun, Yu, Xuebin]
通讯作者: Yu, Xuebin
Confined NaAlH4 nanoparticles inside CeO2 hollow nanotubes towards enhanced hydrogen storage
将 NaAlH4 纳米颗粒限制在 CeO2 空心纳米管内,以增强储氢能力
DOI: 10.1039/c7nr03512h
发表时间: 2017-10-14
期刊: NANOSCALE
影响因子: 6.7
作者: [Gao, Qili, Xia, Guanglin, Yu, Xuebin]
通讯作者: Yu, Xuebin
DOI: 10.1039/c4ta05328a
发表时间: 2015-02
期刊: Journal of Materials Chemistry
影响因子: --
作者: [Jian-Yuan Huang;Yingbin Tan;Q. Gu;L. Ouyang;Xuebin Yu;Min Zhu]
通讯作者: Jian-Yuan Huang;Yingbin Tan;Q. Gu;L. Ouyang;Xuebin Yu;Min Zhu
Efficient chemical regeneration of LiBH4 center dot NH3 spent fuel for hydrogen storage
用于储氢的 LiBH4 中心点 NH3 乏燃料的高效化学再生
DOI: --
发表时间: --
期刊: International Journal of Hydrogen Energy
影响因子: 7.2
作者: [Tan, Yingbin, Chen, Xiaowei, Xia, Guanglin, Yu, Xuebin]
通讯作者: Yu, Xuebin
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    纳米修饰改善MgH2及其衍生物材料的储锂性能研究
    • 批准号:
      51971065
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      余学斌
    • 依托单位:
    固相离子交换反应合成金属硼氢化物氨配位物体系及其可再生储氢性能研究
    • 批准号:
      21271046
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      80.0万元
    • 批准年份:
      2012
    • 负责人:
      余学斌
    • 依托单位:
    氨基硼烷复合氢化物的设计合成及其储氢性能研究
    • 批准号:
      51071047
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      36.0万元
    • 批准年份:
      2010
    • 负责人:
      余学斌
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金