铝基富合金高效再生LiBH4水解产物的经济性策略研究

为解决LiBH4水解产物LiBO2·2H2O再生难题，研究人员通过球磨法结合低成本铝基富合金（Al3Mg2/Al4Ca）和Li2O添加剂，实现了LiBH4的高效再生（转化率>40%）。该研究突破了传统依赖昂贵MgH2和高温脱水的技术瓶颈，为氢能存储材料循环利用提供了经济可行的新方案。

　　

在全球推进碳中和的背景下，氢能作为清洁能源载体备受关注。然而，氢气的安全高效存储仍是关键瓶颈。锂硼氢化物（LiBH₄）因其高达18.5 wt%的储氢密度和温和条件下快速水解的特性成为理想候选，但水解生成的稳定产物LiBO₂·xH₂O难以再生，传统方法依赖昂贵的MgH₂还原剂和470°C以上脱水工艺，经济性和能耗问题突出。

广东省科学院等机构的研究团队创新性地提出利用铝基富合金（如Al₃Mg₂）作为还原剂，通过机械球磨直接再生LiBO₂·2H₂O。研究发现，合金中Mg优先反应生成活性Al纳米颗粒，其新鲜表面可高效将H⁺转化为H^-；添加Li₂O可抑制副产物[B₁₂H₁₂]^-生成，使LiBH₄产率提升至40%以上，较纯Al体系提高20倍。该成果发表于《Journal of Energy Storage》。

关键技术包括：1）熔炼法制备Al-rich合金（Al₃Mg₂/Al₄Ca）；2）XRD/EDS表征材料结构；3）机械球磨驱动固相反应；4）11B NMR检测产物分布。

主要研究结果

1. Al-rich合金增强LiBH₄再生：Al₃Mg₂的脆性优化了球磨效率，其Mg组分优先反应释放活性Al，实现H⁺→H^-转化，产率达41.2%。
2. Li₂O的协同作用：添加5 wt% Li₂O可破坏Al₂O₃钝化层，并将副产物[B₁₂H₁₂]^-占比从15%降至3%。
3. 反应机制解析：原位生成的纳米Al通过"机械化学活化-电子转移"路径还原B-O键，Ca/Mg的引入显著降低反应活化能。

结论与意义
该研究证实铝基合金可作为经济高效的LiBH₄再生还原剂，避免了传统方法对贵金属和外部氢源的依赖。通过调控合金组分与添加剂，实现了水解产物的"一步法"再生，为氢能材料的循环利用提供了新思路，推动氢能产业链降本增效。未来可进一步探索Al-Ce等多元合金体系以优化反应动力学。