镁基氢化物（MgH2）因其高储氢容量和良好可逆性而被视为固态储氢的重要材料，但其缓慢的吸放氢动力学和高脱氢温度严重制约了实际应用。本研究采用空心球形双金属氧化物Bi2Ti2O7作为MgH2的高效催化剂，显著提升了其储氢性能。实验结果表明，添加10 wt% Bi2Ti2O7后，MgH2的起始放氢温度降至194.3 °C，峰值放氢温度降至245.6 °C，脱氢活化能降低至82.14 kJ·mol-1，且在200 °C下60 s内可吸收5.4 wt%的氢气，表现出优异的吸放氢动力学性能。经过50次循环后，仍可保持5.2 wt%的储氢容量，显示了良好的循环稳定性。表征结果证实，在吸放氢过程中，Bi2Ti2O7中的高价Bi和Ti被原位还原为低价态甚至零价金属态，形成了多价态、多元素协同的催化环境。密度泛函理论计算进一步揭示，Bi与Ti之间的协同效应有利于削弱Mg–H键并降低氢分子解离的动力学能垒，从而显著提升Mg/MgH2体系的反应动力学，为利用金属间协同效应开发高效储氢材料催化剂提供了新思路。

本工作的计算得到了西安工业大学高算混合云服务平台的支持，发表在期刊《Journal of Magnesium and Alloys》（IF=13.8），指导老师为新能源科学与技术研究院青年教师王新强。

网页链接：https://doi.org/10.1016/j.jma.2025.06.014

DOI:10.1016/j.jma.2025.06.014