固态储氢材料分类与性能优化策略的研究进展

石宇1，葛晗2（1.中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司；2.华北电力大学（保定））

摘要：固态储氢技术因其高储氢密度和优异的安全性，被视为最具潜力的氢能储存方式之一。常见的固态储氢材料可分为物理吸附储氢材料和化学吸附储氢材料，涵盖金属氢化物、配位氢化物、碳材料及金属有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)等主要类别。目前固态储氢材料在实际应用中仍面临吸放氢动力学性能较差、循环稳定性不足以及操作条件苛刻等挑战，常见的改善储氢性能的措施有纳米化、催化掺杂、复合反应、离子替换等。纳米化通过增大比表面积和缩短氢扩散路径，显著改善反应动力学；催化掺杂通过引入高活性组分，借助电荷转移和轨道杂化来降低反应能垒、促进氢分子解离过程；复合反应通过多相体系重构反应路径， 构造新的中间体来打破热力学稳定性； 离子替换通过部分替代晶格中的原有离子，诱导晶格畸变与配位场重构，进而显著降低氢化物的热力学稳定性。

关键词：固态储氢材料；储氢性能；纳米化；催化掺杂；复合反应；离子替换