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Boosting the hydrogen storage performance of Mg-rich quaternary alloy hydrides via in-situ evolution of bidirectional catalytic phases

时间:2026-06-22点击数: 来源:

镁基合金氢化物因其高储氢容量和低成本而被视为有前景的固态储氢材料,但其较高的放氢温度(约300 °C)严重限制了实际应用。本研究通过熔炼甩带结合高能球磨工艺,制备了一系列富镁四元合金Mg₈₅Ni₅Cu₅M₅(M = Al, Zn, Co, La)的氢化物,旨在系统提升其储氢性能。其中,含La的氢化物(H-Mg₈₅Ni₅Cu₅La₅)表现最为优异,其起始放氢温度低至175 °C,较纯MgH₂降低了约125 °C;峰值放氢温度也从347 °C显著降至253 °C。该材料初始可释放4.2 wt%的氢气,并在10次吸放氢循环后保持92.6%的高容量保留率。通过原位/非原位XRD分析证明,球磨及吸放氢过程中原位生成的金属Ni和LaH₂催化相发挥了协同效应:LaH₂作为“氢泵”促进氢化物放氢,而Ni则有助于加速Mg合金表面金属-氢键的解离及氢分子的形成。该研究展示了通过原位形成双向催化相来优化多组分镁基合金储氢性能的潜力,为固态储氢系统的实际应用提供了新思路。

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《Chemical Engineering Journal》(IF=13.2),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.cej.2025.162071

DOI: 10.1016/j.cej.2025.162071

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