综述:硼氢化钠基储氢技术的进展与未来方向的全面评述

《Sustainable Energy Technologies and Assessments》:Advances and future directions in sodium borohydride-based hydrogen storage: a comprehensive review

【字体: 时间:2025年10月26日 来源:Sustainable Energy Technologies and Assessments 7

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  本综述系统分析了2000-2025年间NaBH4储氢研究进展,揭示其年均13.36%的增长率和高影响力(篇均30.1次引用)。重点探讨了水解/甲醇化催化剂设计(如ZrF4、TiF3等添加剂)、再生技术及石墨烯负载催化剂等前沿方向,指出当前需突破低成本可循环储氢技术瓶颈,并加强全球科研合作以推动氢经济发展。

  
Abstract
金属复合氢化物凭借高储氢容量和安全优势成为研究热点。本文对2000-2025年间硼氢化钠(NaBH4)基储氢研究进行系统性回顾,确认该领域年均增长率达13.36%,篇均被引30.1次,显示持续全球关注。研究重点从早期储氢动力学逐步拓展至水解/甲醇化反应、催化剂设计(如ZrF4、TiF3、LaF3等添加剂)及再生技术,新兴方向包括混合储氢载体、石墨烯支撑催化剂等协同系统。尽管取得突破,成本可控的闭环再生技术仍是商业化关键。
Introduction
工业革命以来化石燃料滥用导致二氧化碳(CO2)浓度急剧上升,推动全球气候治理需求。联合国可持续发展目标(SDG 7和SDG 13)强调清洁能源与气候行动的重要性。氢能作为高能量密度载体,其安全高效存储技术成为移动能源应用的核心挑战。相比高压气态/低温液态存储,金属氢化物固态储氢具有更高体积密度与安全性。在众多硼氢化物中,NaBH4以10.6 wt%理论储氢容量、温和反应条件及可循环副产物等优势成为研究焦点。
Materials and methods
通过文献计量学与系统综述相结合的方法,基于Scopus/WOS数据库对2000-2025年间文献进行量化分析。采用VOSviewer等工具绘制合作网络与主题演进图谱,结合内容分析识别技术发展路径。
Results and discussion
年度发表趋势显示中国以953篇文献引领全球研究,但马来西亚、印度等多国合作研究占比较低。主题聚类揭示三大研究方向:1)催化剂优化提升水解动力学,如镁基材料与稀土氟化物协同作用;2)再生工艺能耗最小化,涉及热分解与化学循环技术;3)新型载体开发,如石墨烯负载纳米催化剂将传质效率提升47%。值得注意的是,固态存储与复分解反应等方向尚未得到充分探索。
Conclusion and future research Recommendations
NaBH4储氢领域呈现跨学科融合特征,未来应聚焦三个维度:1)开发非贵金属催化剂降低成本;2)构建闭环再生系统实现副产物(如偏硼酸钠)高效回收;3)通过公平伙伴关系强化全球南北方研究协作。同步推进标准化测试协议与生命周期评估,加速实验室成果向产业化转化。
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