1.1.2　水解制氢材料

由于水解制氢材料种类繁多,反应机制各有不同,因此针对于水解制氢材料的元素组成,研究人员根据其化学性质将其分为金属、离子型氢化物、配位氢化物和氨硼烷及金属氨硼烷,其特点如下:

金属:主要包括碱金属、碱土金属和金属铝等。此类材料因其自身具有较低的电负性,能够直接与水分子反应产生氢气。但是由于这些单质金属化学性质活泼,存储条件苛刻,容易在金属表面生成致密的氧化膜从而阻碍其水解放氢反应。

离子型氢化物:主要包括碱金属及碱土金属氢化物,如LiH、NaH、MgH2和CaH2 等。该类型水解制氢材料与其对应的金属单质相比,具有更高的反应活性并且在水解放氢过程中能够释放出更多氢气。由于离子型氢化物中氢原子呈-1价,因此其水解反应活性受溶液pH 影响显著。(https://www.daowen.com)

配位氢化物:主要包括LiBH4、NaBH4、LiNH2、NaAlH4 和LiAlH4 等。该类化合物与离子型氢化物相比具有较高的储氢容量,在水解放氢反应时能够释放出大量氢气,并且由于其化学性质活泼,因此水解反应放氢速率极快并产生大量反应热。上述特性使此类储氢物质在水解反应时容易产生燃烧爆炸现象,存在一定的安全隐患。

氨硼烷及金属氨硼烷:氨硼烷作为一种固态储氢材料,因其具有极高的理论储氢量(19.6wt.%)以及相对良好的放氢动力学及热力学特性而受到广泛关注。金属氨硼烷作为氨硼烷衍生物,其储氢性能与氨硼烷相比得到显著改善。在室温水溶液中,氨硼烷及其衍生物能够稳定存在,当向溶液中加入相应催化剂时,氨硼烷开始进行水解放氢反应,其水解放氢容量与热分解放氢容量相当。这一特性使得氨硼烷作为水解制氢材料具有广泛的应用前景。