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新型储氢材料——复合氢化物的理论研究的中期报告

一、研究目的

本研究旨在探讨新型储氢材料——复合氢化物的理论性质和储氢机理，为其在实际应用中提供理论指导与支持。

二、研究方法

本研究采用从头计算方法，结合第一原理计算和分子动力学模拟等手段，对复合氢化物的结构、储氢性质和反应机理进行深入探讨。

三、研究进展

1.结构分析

通过计算发现，复合氢化物在室温下具有优异的长期热稳定性和热导率，同时还具有良好的氢化反应动力学特性。其中，由轻元素构成的复合氢化物，如LiBH4、LiNH2等，具有较高的氢储存密度，但存在结构稳定性差和反应活性强等问题；而由过渡金属、贵金属和锂等元素构成的复合氢化物，如MgH2、TiH2等，则具有良好的结构稳定性和反应活性，但其氢储存密度相对较低，不足以满足实际应用需求。

2.储氢性能

通过计算和模拟，发现某些拥有孔隙结构的复合氢化物，在体积不变的情况下可以通过吸收或释放氢气来实现储氢，且储氢密度可以高达10%以上，因此具有较大的应用前景。此外，对于某些高压氢气气体的吸附材料，比如MOF-177、Cu-BTC等，也存在一定的储氢性能，在研究过程中需要加以考虑和分析。

3.反应机理

通过第一原理计算，揭示了复合氢化物中水解反应、氧化反应等反应机理的微观本质，为其在实际应用中的研究和优化提供了重要参考。同时，本研究还对复合氢化物在不同温度和压力下的反应动力学参数进行了模拟和分析，为其在实际应用中的反应控制和调控提供了理论基础。

四、研究结论

本研究对复合氢化物的储氢性能和反应机理进行了深入探讨，为其在实际应用中的研究和推广提供了理论指导和支持。同时，本研究也为实现清洁能源和环境保护作出了一定的贡献。