中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：面對(duì)石油資源日漸匱乏和生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化的雙重壓力，利用氫能這一清潔能源取代以化石燃料為基礎(chǔ)的現(xiàn)有能源已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。就目前氫能發(fā)展的現(xiàn)狀而言，高效的儲(chǔ)氫方式及儲(chǔ)氫材料的研發(fā)是實(shí)現(xiàn)氫能經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵和瓶頸。在儲(chǔ)氫家族中，有一系列由輕元素B、N、Li、Na、Al、Mg、Ca等與H構(gòu)成的三維固態(tài)化合物，如NaAlH4、LiNH2、LiBH4, Li4BN3H10、MgH2、AlH3、氨硼烷(NH3BH3)等。它們具有較高的氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)和氫體積分?jǐn)?shù)，但存在放氫溫度偏高、放氫速率緩慢的問(wèn)題，嚴(yán)重制約了其在車(chē)載氫源上的應(yīng)用。因此，認(rèn)識(shí)它們的放氫機(jī)理并調(diào)控放氫的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)是儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域十分關(guān)注的問(wèn)題。
上述材料內(nèi)部原子之間的結(jié)合方式是離子鍵和（或）共價(jià)鍵，且為具有帶隙的絕緣體。從微觀角度來(lái)看，它們放氫的初始階段涉及材料內(nèi)部化學(xué)鍵的斷裂和組份原子的遷移，該過(guò)程可視為本征點(diǎn)缺陷的形成與擴(kuò)散。因此，可從點(diǎn)缺陷角度對(duì)放氫過(guò)程及機(jī)理進(jìn)行研究。
來(lái)自中南大學(xué)的王建川博士、杜勇教授和桂林電子科技大學(xué)的孫立賢教授在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上撰寫(xiě)了觀點(diǎn)文章“Understanding of hydrogen desorption mechanism from defect point of view” ，回顧了從點(diǎn)缺陷角度認(rèn)識(shí)放氫初始階段的理論研究。他們從（1）點(diǎn)缺陷的形成能；（2）點(diǎn)缺陷的遷移能壘；（3）點(diǎn)缺陷導(dǎo)致的晶格弛豫三個(gè)重要方面闡述了如何從點(diǎn)缺陷角度理解儲(chǔ)氫材料的放氫過(guò)程和機(jī)理。文章指出通過(guò)缺陷形成能可以知道放氫反應(yīng)過(guò)程中生成的主要缺陷類(lèi)型及催化劑的催化機(jī)理；對(duì)缺陷擴(kuò)散的研究可以知道組份原子的遷移路徑及能壘，并有望找到影響放氫效率的關(guān)鍵因子；而分析缺陷產(chǎn)生后的晶格弛豫情況可以了解放氫過(guò)程中會(huì)生成哪些中間體或者副產(chǎn)物。
最后，作者指出放氫過(guò)程是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，包含化學(xué)鍵的斷裂、組份原子在體相的遷移、新相的形核和長(zhǎng)大、氫原子在材料表面結(jié)合成氫氣分子等。因此要全面認(rèn)識(shí)放氫過(guò)程，需要多種尺度模擬手段的綜合，如經(jīng)典和第一原理的分子動(dòng)力學(xué)模擬、動(dòng)力學(xué)蒙特卡洛方法等。（來(lái)源：科學(xué)網(wǎng)）
