第一作者：王倩茹博士
通讯作者：陈萍研究员，郭建平研究员
通讯单位：中国科学院大连化学物理研究所
与H的中性和阳离子对应物（H0和H+）明显不同，H-被认为是一种路易斯碱，也是一种强力的电子供体。由一个或多个氢原子键合到一个更正电的元素或基团上组成的具有分子，簇，表面物质和本体相材料形式的氢化物保留了H2的某些特征，即高能，还原，反应性等。近日，大连化物所郭建平，陈萍研究员等综述了具有独特化学和物理性质的氢化物，这些性质对于氢化物能量存储和利用至关重要，同时，近年来，包括燃料生产在内的化学加工，使得氢化物备受关注。
文章要点：
1）作者总结了氢化物在储能和转换上的应用包括：（1）储氢：作为一种重要的能源载体，氢化物正被广泛的应用在储氢领域上。作者指出，应进一步努力优化现有氢化物和开发新的氢化物，尤其是具有有机成分的氢化物。同时，还可以探索电化学或光化学方法来驱动氢化物（脱氢）加氢过程，以在较温和的温度和压力下实现氢存储；（2）用于太阳能热能存储：氢化物中的热能存储原理基于两种类型的氢化物（分别称为高焓和低焓氢化物）的脱氢焓变化差异。在阳光下，高焓氢化物（例如TiH2，MgH2，M g2FeH6等）吸收集中的太阳热并释放氢，然后由低焓氢化物（Na3AlH6，LaNi5H6等）存储；（3）用于电能存储和运输：随着新型氢化物材料的发展，发现某些氢化物具有独特而诱人的电化学性能。基于形成熵驱动的阳离子和阴离子无序结构的能力，一些复杂的氢化物（例如LiBH4和Na2B12H12）具有较高的Li+或Na+离子电导率，使其成为潜在的固体锂/钠电解质。重要的是，氢化物是新型氢化物电池的潜在电极和/或电解质候选物。现已鉴定出一些碱土金属氢化物和氢氧化物（例如BaH2和o-La2LiHO3）具有H传导性。此外，氢化物中结构产生的缺陷可能对迁移有好处；（4）极具潜力的超导体。
图1 用以储能和转换的氢化物（在每种应用中，氢化物的优点和挑战分别以浅粉红色和蓝色底色显示）
2）从动力学或热力学稳定的分子（例如H2O，CO2以及N2）中通过热，电化学或光化学等反应获得的能量载体（例如H2，CH3OH，HCOOH，CH4以及N H3），对于实现可持续能源是至关重要的。作者总结了氢化物在一些产生燃料的关键反应包括：析氢反应（HER），N2还原反应（NRR）和CO2还原反应（CO2RR）上的重要应用。
图2氢化物介导的一些重要化学反应（H-在分子，簇和晶体结构的模型中以红色突出显示）
3）基于氢化物表现出令人着迷的特性和功能，特别是在许多与能源有关的研究领域。关于氢化物还能为能源的未来发展发挥什么作用，以及在中子屏蔽，光收集以及可能引起争议的冷聚变等应用的潜力。作者对氢化物充满了巨大的期待。
Wang et al., The Power of Hydrides, Joule (2020),
DOI：10.1016/j.joule.2020.02.008
https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.02.008
课题组组长陈萍研究员简介：
陈萍 ，研究员 ，博士生导师。1997年毕业于厦门大学化学系后受聘于新加坡国立大学，历任Research Fellow, senior Research Fellow, Assistant Professor和Associate Professor。2008年作为特聘研究员加入中科院大连化学物理研究所。从事储氢材料及多相催化研究10余年，开创了金属氮基化合物和金属氨基硼烷两类储氢材料体系；首次提出了正氢与负氢的作用机制，并将其应用于储氢材料的设计开发；在固相催化、加氢、脱氢反应等方面均有研究。先后在Nature, Sciences, Nature Materials, Nature Chemistry, Nature Reviews Materials及Angewandte Chemie等学术期刊发表论文160余篇，文章引用9700余次。承担了新加坡、美国、日本及国内的科研项目计10余项；申请国家、国际专利54项；主持国际会议10余次，任2011年美国材料学会春季年会主席。在国际学术会议做特邀、邀请报告80余次。担任国际氢能联合会（International Association for Hydrogen Energy (IAHE)）国际顾问, Journal of Energy Chemistry副编辑，ChemSusChem顾问和Scientific Reports编委等。荣获第四批国家“万人计划”科技创新领军人才(2019)，2016年全国三八红旗手(2016)，“辽宁省三八红旗手标兵”称号（2015），荣获政府特殊津贴（2013），荣获国家杰出青年科学基金（2012），中国青年女科学家奖（2011），“十一五”国家科技计划执行突出贡献奖（2011），中国侨联贡献奖（2010），中科院“”择优支持（2009），新加坡国立大学杰出青年科学家奖（2007），新加坡淡马锡青年科学家奖（2006）等。
课题组链接：http://www.imide.dicp.ac.cn/
