中國儲能網(wǎng)訊：面對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，高效的儲氫方式及儲氫材料的研發(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、放氫速率緩慢的問題，嚴(yán)重制約了其在車載氫源上的應(yīng)用。因此，認(rèn)識它們的放氫機(jī)理并調(diào)控放氫的熱力學(xué)和動力學(xué)是儲氫材料領(lǐng)域十分關(guān)注的問題。
上述材料內(nèi)部原子之間的結(jié)合方式是離子鍵和（或）共價鍵，且為具有帶隙的絕緣體。從微觀角度來看，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)缺陷角度對放氫過程及機(jī)理進(jìn)行研究。
來自中南大學(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《國家科學(xué)評論》上撰寫了觀點(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)致的晶格弛豫三個重要方面闡述了如何從點(diǎn)缺陷角度理解儲氫材料的放氫過程和機(jī)理。文章指出通過缺陷形成能可以知道放氫反應(yīng)過程中生成的主要缺陷類型及催化劑的催化機(jī)理；對缺陷擴(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程中會生成哪些中間體或者副產(chǎn)物。
最后，作者指出放氫過程是一個十分復(fù)雜的過程，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)識放氫過程，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力學(xué)模擬、動力學(xué)蒙特卡洛方法等。（來源：科學(xué)網(wǎng)）
