利用氧还原反应提高材料储氢性能的理论研究

项目名称： 利用氧还原反应提高材料储氢性能的理论研究

项目编号： No.11404112

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王玉生

作者单位： 华北水利水电大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 缺少合适的储氢方式是阻碍氢能源大规模应用的重要因素之一，在纳米材料吸附储氢过程中，由于氧气会干扰氢气的存储，不利于氢气的可逆利用。本课题致力于消除氧气等杂质气体对储氢的影响，设计可调控的纳米储氢材料。通过第一性原理计算方法，利用氧还原反应来消除氧气对材料储氢的抑制作用，进一步实现室温下可逆储氢。首先研究不同金属原子修饰的类石墨烯材料对氢和氧的吸附特点、利用过渡金属和贵金属修饰后对氧还原反应的催化作用。在此基础上研究少量的贵金属与其它原子共修饰类石墨烯材料后对ORR的催化作用和储氢性能。然后研究锂氧团簇的稳定性和储氢性能。进一步研究过渡金属和贵金属掺杂锂氧团簇后形成的复合团簇对ORR反应的催化作用。最后研究外场和电荷对材料储氢性能、催化ORR的调控作用。本课题的研究将为可调控储氢材料的应用提供理论模型，为消除氧气对储氢的影响提供理论依据，为氢能源的利用提供良好的存储介质。

中文关键词： 第一性原理；储氢；氧还原反应；吸附能；电场

英文摘要： One of the primary barriers preventing the large-scale use of hydrogen is the lack of appropriate hydrogen storage medium. Because the oxygen interferes with hydrogen adsorption, nanomaterials can not store hydrogen reversibly. This project is to remove t

英文关键词： First-principles；hydrogen storage；oxygen reduction reaction；adsorption energy；electric field