第21卷第6期化学进展Vol.21No.62009年6月PROGRESSINCHEMISTRYJun.,2009金属-碳基储氢材料计算与实验研究＊李采临陈云贵＊＊吴朝玲周晶晶庞丽娟(四川大学材料学院成都610064)摘要氢能以其资源丰富和环境友好性成为未来最具发展潜力的能源。储氢技术是氢能应用中的关键问题。随着计算材料学的发展,利用密度泛函和量子力学第一性原理研究已知材料储氢性能和寻找潜在的新型优良储氢载体已成为当前研究储氢材料的有效方法。本文综述了近年来金属-碳基储氢材料中的金属修饰碳纳米管、C60材料和过渡金属-乙烯复合物的理论计算与实验研究进展,并对该领域未来的研究工作进行了展望。关键词金属-碳基储氢碳纳米管修饰过渡金属-乙烯复合物:O613.71;O641.12;TG139+.7文献标识码:A:1005-281X(2009)06-1101-06TheoreticalandExperimentalStudiesonMetal-Carbon-BasedMaterialsforHydrogenStorageLiCailinChenYungui＊＊WuChaolingZhou激ng激ngPangLijuan(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610064,China)AbstractHydrogenisthemostpromisingenergycarrierinfutureandhydrogenstoragetechnologyisthekeyproblemforhydrogenapplication.Withthedevelopmentofcomputationalmaterialsscience,densityfunctionaltheory(DFT)andfirstprinciplesquantummechanicalcalculationshavebeeneffectivelyutilizedtostudytheperformanceofexistinghydrogenstoragematerialsandexplorenewlighthydrogenstoragematerials.Thetheoreticalandexperimentalstudiesonmetal-carbon-basedhydrogenstoragematerialsinrecentyearsarereviewedinthispaper,includingmetal-decoratedcarbonnanotubes,C60,transition-metal-ethylenecomplexes,andsoon.Thefutureofmetal-carbon-basedhydrogenstoragematerialsisalsoanticipated.Keywordsmetal-carbon-base;hydrogenstorage;carbon-nanotubes;modification;transition-metal-ethylenecomplexesContents3.1Progressonexperimentalresearch3.2Progressontheoreticalresearch1Introduction4Outlook2Metaldecoratedcarbon-nanotubesandC60hydrogen1引言storagematerials2.1Progressonexperimentalresearch氢能是21世纪主要的新能源之一。作为一种2.2Progressontheoreticalresearch新型的清洁能源,氢的廉价制取、安全高效储存与输---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---3Transition-metal-ethylenecomplexesforhydrogen送及规模应用是当今研究的重点课题,而氢的储存storage是氢能应用的关键之一。实用储氢材料应具有以下---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---收稿:2008年7月,收修改稿:2008年9月＊国家高技术发展计划(863)项目(No.2007AA05Z114)资助＊＊通讯联系人e-mail:ygchen60@yahoo---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---·1102·化学进展第21卷---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---4个特点:(1)室温下具有高吸氢量,(2)合适的放氢温度,(3)优良的动力学性能,(4)循环性能优异。此外原材料丰富及制备工艺简单也是重要的实用要素。近十年发现的各种新型储氢材料只能部分满足以上要求[1,2]。因此,寻找具有高吸氢量和良好的吸放氢性能的材料吸引了人们很大的兴趣。随着实验测试技术和计算材料学的共同发展,材料设计已深入到原子分子层次。新型材料的分子结构能用量子力学第一性原理计算而进行较准确的预测[3,4]。碳基材料具有质量轻、资源丰富及良好的化学稳定性。本文主要针对金属-碳基储氢材料中的金属修饰碳纳米管、C60材料和过渡金属-乙烯复合物储氢的国内外实验和理论研究状况进行介绍,并对其未来发展趋势进行展望。2金属修饰碳纳米管及C60储氢材料迄今文献上有关碳纳米管储氢容量的报道差别甚大,早期有报道称储氢容量可达70wt%[5],但随后引起颇多争议[6,7],接着有报道室温下储氢容量可达13wt%[8],但也有只能达到0.25wt%的报道[9]。不同研究者所制备碳纳米管材料及储氢实验条件不够规范、统...