硼氢化物以超高的氢密度而闻名,是有前景的储氢材料,但是因为硼氢化物较强的热力学稳定性,通常储氢需要较高的反应温度。
有鉴于此,复旦大学夏广林教授、余学斌教授、浙江大学刘永锋教授等开发了一种新颖的光诱导失稳机理(Light-induced destabilization mechanism),可使硼氢化物在环境条件下通过LiH中的光生空位进行储氢反应。
本文要点:
(1)
这些空位通过BH4基团的自发“强吸附”在热力学上使B-H键失稳,导致电子发生不对称的重新分布,实现了在接近室温(比相应的热过程低约300°C)释放H2。
(2)
通过设计了“纳米光热反应器”,利用纳米级分散的LiH提高热力学的不稳定效应,同时创建空间限域的“热点”增强储氢反应的动力学,因此能够在光照射下在LiBH4中实现了11.02 wt% H2的超高储氢容量。这种光诱导失稳机制可扩展到其他碱金属硼氢化物,为开发温和条件的固态储氢材料提供了帮助。
参考文献
Xiaoyue Zhang, Chaoqun Li, Jikai Ye, Xuechun Hu, Wei Chen, Fang Fang, Dalin Sun, Yongfeng Liu*, Xuebin Yu*, and Guanglin Xia*, Light-Enabled Reversible Hydrogen Storage of Borohydrides Activated by Photogenerated Vacancies, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c15744
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c15744