新型多孔材料氢气存储和提纯性能改进的多尺度模拟与设计

项目名称： 新型多孔材料氢气存储和提纯性能改进的多尺度模拟与设计

项目编号： No.21373113

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陆瑞锋

作者单位： 南京理工大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 寻找安全、高效的室温储氢材料是氢能利用的关键，也是当前新能源领域中倍受关注的热点课题。共轭有机骨架(COF)和氧化石墨烯骨架(GOF)是极具潜力的纳米多孔储氢材料，它们具有优良的多孔性质和大的比表面积，拥有物理吸氢的先天优势。此外，氢气制成后如何与其他杂质气体分离亦是相当重要的问题，二维COF、多孔石墨烯和石墨炔结构拥有规则的孔径分布，可作为气体分离的单层过滤膜。本项目面向国家重点扶持的新能源、新材料等科技前沿，拟系统研究主体材料中元素替代掺杂、轻质金属吸附以及内嵌富勒烯、纳米管等结构的储氢性能，探讨各种修饰方案调节平面结构孔径大小、改善其氢气分离提纯的潜在机理，并利用第一性原理计算发展力场，通过巨正则蒙特卡罗方法、基于从头算分子动力学和基于经典力场的分子动力学，多尺度模拟与设计新型纳米结构，力求达到室温储氢标准，获得高效氢气提纯膜，希望本项目的完成有助于氢经济和地球低碳世界的实现。

中文关键词： 纳米多孔材料；氢能；储氢；氢气提纯；多尺度模拟

英文摘要： To exploit safe and high efficient hydrogen storage material at room temperature is one of key issues for utilizing hydrogen energy, and it is an extreme hot topic in current new energy research. Covalent organic frameworks (COFs) and graphene-oxide frame

英文关键词： nanoporous materials；hydrogen energy；hydrogen storage；hydrogen purification；multiscale simulation