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“凤凰网电脑版”上海交大氢科学中心在镁基储氢材料领域取得重要研究进展
发布时间:2021-05-04 00:36
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本文摘要:近日,上海交通大学材料科学与工程学院氢科学中心教授邹建课题组与邓涛团队的尤其研究员邬剑波课题组合作在镁基储氢材料领域获得最重要研究进展。涉及成果以Visualizationoffasthydrogenpumpincore-shellnanostructured[emailprotected]throughhydrogen-stabilizedMg3Pt为题,公开发表在能源类国际顶级期刊JournalofMaterialsChemistryA上。

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近日,上海交通大学材料科学与工程学院氢科学中心教授邹建课题组与邓涛团队的尤其研究员邬剑波课题组合作在镁基储氢材料领域获得最重要研究进展。涉及成果以Visualizationoffasthydrogenpumpincore-shellnanostructured[emailprotected]throughhydrogen-stabilizedMg3Pt为题,公开发表在能源类国际顶级期刊JournalofMaterialsChemistryA上。

该工作以镁基储氢材料为对象,研究了Pt纳米催化剂外壳对镁储氢性能的影响,通过原位TEM仔细观察MgH2放氢过程,融合DFT理论计算出来,深入研究了过渡性金属纳米催化剂对镁储氢的氢泵起到机理,这对先进设备镁基储氢材料的设计与制取具备最重要的理论指导意义。镁基储氢材料是十分有应用于潜力的固态储氢介质,其储氢密度低(7.6wt%H2)、环境友好、资源非常丰富。然而热力学平稳和放氢动力学较慢以及在空气中易被水解这些缺点容许了它的实际应用于。

该研究通过电弧等离子体法和固相反应法制取获得了以二多面体Mg颗粒为核心、纳米Pt均匀分布在Mg表面的具备核壳结构的[emailprotected]纳米复合材料,贞着提高了Mg的吸放氢性能。使用高分辨透射电镜(HRTEM)仔细观察了[emailprotected]的微结构,并原位仔细观察了MgH2/Pt复合材料的放氢过程。结果表明,吸氢过程中,Mg颗粒上的Pt具备显著的溢流起到,可以通过分解成氢分子来提高Mg的吸氢动力学性能;之后吸氢后,Pt转化成为H稳定化的Mg3Pt。

DFT计算出来和原位TEM仔细观察指出,在放氢过程中,H稳定化的Mg3Pt在MgH2放氢的过程中扮演着了氢泵角色,当MgH2几乎敲氢后Mg3Pt再度转化成为Pt。通过这种起到,MgH2/Pt复合材料的放氢性能获得了提高。这种使用透射电镜原位直观展出氢泵起到的方法,为研究镁基储氢材料的储氢机理获取了一种新的手段。

本论文第一作者为上海交通大学博士生卢翀和马媚玲,该研究成果获得了国家自然科学基金(51771112、21875137、51521004、51420105009)、国家重点研发计划项目(2018YFB1502104)、上海市基础研究重点项目No.14JC1491600、上海市教委曙光学者项目、上海交通大学氢科学中心以及上海交通大学超级计算机中心的计算资源等的资助与协助。


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