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青海鹽湖所在鎂基儲氫材料領(lǐng)域取得系列進(jìn)展

來源:化學(xué)加APP      2025-09-03
導(dǎo)讀:青海鹽湖所鎂基儲氫課題組劉虎團(tuán)隊聯(lián)合陜西科技大學(xué)侯小江副教授團(tuán)隊在鎂基儲氫材料方向取得系列進(jìn)展,其研究成果發(fā)表在國際期刊《Journal of Energy Chemistry》(能源化學(xué),IF = 14.9,中科院Top一區(qū))和《International Journal of Hydrogen Energy》(國際氫能,IF = 8.3,中科院二區(qū))上發(fā)表。

正文

在全球能源結(jié)構(gòu)向清潔低碳轉(zhuǎn)型的浪潮中,氫能已成為未來能源體系的關(guān)鍵。面向國家“雙碳”戰(zhàn)略與巨大能源市場需求,消納青海省豐富的鹽湖鎂資源,發(fā)展鹽湖基鎂基儲氫材料可助力青海省打造“世界級鹽湖產(chǎn)業(yè)基地”與“國家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地”。然而,盡管鎂基材料因其高儲氫容量(理論達(dá)7.6 wt%)而備受矚目,但其緩慢的吸放氫動力學(xué)和過高的工作溫度,始終是阻礙其實用化進(jìn)程的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

劉虎研究員團(tuán)隊聯(lián)合陜西科技大學(xué)侯小江副教授團(tuán)隊的系列工作首先從宏觀理論層面為解決上述挑戰(zhàn)指明了方向。一項成果以研究成果以“Catalytic modifications to enhance the hydrogen storage behavior of Mg based materials: Single-component, multi-component single-phase and multi-phase interfacial composite catalytic(增強(qiáng)Mg基材料儲氫性能的催化改性:單組分、多組分單相和多相間復(fù)合催化)為題發(fā)表Journal of Energy Chemistry期刊。研究圍繞單組分催化、多組分單相催化及多相界面復(fù)合催化三大體系,系統(tǒng)分析了不同催化體系對鎂基儲氫材料吸放氫行為的作用機(jī)制,并結(jié)合當(dāng)前研究進(jìn)展與未來發(fā)展趨勢,深入探討了不同形態(tài)催化劑對鎂基材料儲氫行為的影響,提出了系列創(chuàng)新性觀點(diǎn)。該研究為提升鎂基材料的儲氫性能以及開發(fā)新型鎂基儲氫復(fù)合材料提供了新的思路與方法支撐。劉虎研究員、陜西科技大學(xué)侯小江副教授為論文的通訊作者。

在系統(tǒng)梳理理論框架的基礎(chǔ)上,該合作團(tuán)隊進(jìn)一步將多相協(xié)同催化的設(shè)計思想付諸實踐,其成果“Sandwich-like interlayer-structured TM/Ti3C2Tx (TM=Co, Fe, Ni) synergistic catalysts for accelerating hydrogen storage kinetics of MgH2(用于加速 MgH2儲氫動力學(xué)的三明治狀夾層結(jié)構(gòu)TM/Ti3C2TxTM = CoFe,Ni)協(xié)同催化劑)為題發(fā)表在《International Journal of Hydrogen Energy期刊。研究創(chuàng)新性構(gòu)建了三明治層狀結(jié)構(gòu)的TM/Ti3C2TxTM = Co, Fe, Ni)復(fù)合催化劑:以Ti3C2Tx為載體,通過一步還原法負(fù)載過渡金屬(CoFe、Ni),結(jié)合機(jī)械球磨實現(xiàn)催化劑在MgH2中的均勻分散。這種設(shè)計既利用了Ti3C2Tx的高導(dǎo)電性、豐富表面官能團(tuán)及層狀結(jié)構(gòu)提供的氫擴(kuò)散通道,又整合了過渡金屬優(yōu)異的催化活性,可加速氫分子在MgH2表面的解離,實現(xiàn)儲氫材料內(nèi)外協(xié)同調(diào)控。劉虎研究員、侯小江副教授和鎖國權(quán)副教授為該論文的共同通訊作者。

本系列研究得到青海省科學(xué)基金杰出學(xué)者項目(025-ZJ-966J)、中國科學(xué)院青年人才項目(E410GC03)、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計劃及榆林市科技計劃項目等的資助。

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氫化鎂吸脫附的可逆反應(yīng)過程示意圖。

文獻(xiàn)詳情:

Sandwich-like interlayer-structured TM/Ti3C2Tx (TM=Co, Fe, Ni) synergistic catalysts for accelerating hydrogen storage kinetics of MgH2
Xinlei Xie a, Xiaojiang Hou a, Chenlu Wang a, Duode Zhao a, Danting Li a, Peixuan Zhu a, Xiaohui Ye a, Guoquan Suo a, Hu Liu b, Dongfeng Sun c, Fuping Li d, Yanling Yang a
International Journal of Hydrogen Energy,2025
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.150238
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文獻(xiàn)詳情:

Catalytic modifications to enhance the hydrogen storage behavior of Mg-based materials: Single-component, multi-component single-phase and multiphase interfacial composite catalytic 
Chenlu Wang a, Xiaojiang Hou a, Hu Liu b, Dongfeng Sun c, Fuping Li d, Yu Ge a, Duode Zhao a, Danting Li a, Xinlei Xie a, Peixuan Zhu a, Xiaohui Ye a, Guoquan Suo a, Guang Yang e, Yanling Yang a
Journal of Energy Chemistry,2025
https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.06.071
image.png

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