氫是宇宙中最早誕生的元素抚官,在宇宙演變和人類對物質世界的認識中起到了至關重要的作用。氫可以從電正性更強的元素或基團中獲取電子阶捆,形成含負氫物種(H-)的氫化物凌节。這些以分子、團簇洒试、表面物種或體相材料等形式存在的氫化物具有高能量倍奢、強還原性、高活性等特征垒棋,在潔凈能源存儲利用以及化學轉化中顯示出獨特的功效卒煞。
氫化物為載氫/載能體,是材料科學領域研究人員長期關注的儲氫叼架、儲熱材料的研究對象畔裕。氫化物的H-離子半徑接近O2-,但電荷少乖订、配位特殊且易于極化扮饶,這使得某些氫化物具有傳導Li+、Na+乍构、H-的能力惜肃,成為潛在的固體電解質。近期研究人員更揭示了氫化物可做為高溫超導體這一令人鼓舞的結果仓近。
借助于熱肩检、電、光等能量的注入蚓绞,將穩(wěn)定的小分子(如H2O泉疆、CO2和N2)轉化為能源載體(如H2、CH3OH雌吱、HCOOH和NH3等)是潔凈能源可持續(xù)發(fā)展的關鍵滑攘。而產氫反應、N2及CO2還原反應通常需要電子盼蝴、質子和能量的輸入超璧。化學性質非陈糁活潑的氫化物正好可以通過H-嘴缓、HO和H+的相互轉化參與到這些極具挑戰(zhàn)性的重要反應中去。例如萤晴,氫化物可作為質子和電子的共同來源吐句,在多相、生物以及均相固氮過程中發(fā)揮著不可替代的作用店读。
除了在上述與潔凈能源利用相關領域中呈現出強大功能外嗦枢,氫化物在中子屏蔽攀芯、光捕獲以及頗有爭議的冷核聚變等方面已初顯應用前景。人們對氫化物的探索和利用還在繼續(xù)文虏,未來可期侣诺。