Li-Al-B-H复合储氢材料的制备及储氢性能研究

硼氢化锂(LiBH_(4))的有效储氢密度可达13.6%(质量分数,下同),是一种具有潜在应用前景的储氢材料。但是,LiBH_(4)的热力学稳定性高,导致其吸放氢温度高,且其吸放氢动力学差,可逆条件苛刻,严重限制了其实际应用。针对这些问题,以普通Al粉(记为“Al”)和纳米Al粉(记为“nano-Al”)作为改性添加剂,采用机械球磨法制备了LiBH_(4)+0.5Al和LiBH_(4)+0.5nano-Al(物质的量之比)这2种Li-Al-B-H复合储氢材料,并通过X射线衍射(XRD)、吸放氢测试、热分析等手段研究了2种Al粉制备的Li-Al-B-H复合储氢材料的微结构和放氢性能。放氢性能研究表明,添加Al后,LiBH_(4)的放氢温度得到降低,且以纳米Al粉构建的Li-Al-B-H复合储氢材料具有比以普通Al粉构建的Li-Al-B-H复合储氢材料更优异的放氢性能和循环性能。放氢产物微结构研究表明,在放氢过程中,LiBH_(4)会与Al发生反应生成AlB_(2)和Li-Al-B相,这是LiBH_(4)吸放氢性能提高的关键。另外,由于纳米Al的颗粒尺寸小,比表面积大,反应界面更多,使得LiBH_(4)+0.5nano-Al放氢后生成的AlB_(2)和Li-Al-B相的量比LiBH_(4)+0.5Al更多,这是LiBH_(4)+0.5nano-Al放氢性能优于LiBH_(4)+0.5Al的原因。研究结果将为进一步理解Li-Al-B-H复合储氢材料的储氢性能和储氢机理提供参考。