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2022年学术进展系列之82:3044永利官网vip新能源材料团队在轻质金属储氢材料研究中取得新进展
2022-12-23 15:17  

3044永利官网vip新能源材料团队开展了V4AlC3 Mxene衍生的二维碳化钒的制备碳负载镍和三氧化二钒复合材料制备及其对氢化镁储氢性能影响的研究研究成果分别发表在Journal of Magnesium and AlloysChemical Engineering Journal》期刊上。

氢能的商业化应用受困于氢的储运问题。氢化镁具有高储氢容量和良好的循环稳定性,然而其应用受制于过高的吸放氢温度和缓慢的动力学性能。本研究提出通过刻蚀法刻蚀V4AlC3得到衍生的钒碳纳米材料对MgH2储氢性能进行调控,发现从170℃开始释放氢气,在室温下即可吸收氢气,并且在100℃下吸收5.0 wt%的氢仅需9.8min。同时还从第一性原理计算角度揭示VC(100)表面的Mg-H键长明显长于MgH2,有利于Mg-H键断裂,从而提高材料的吸放氢性能。



添加功能碳材料是改善镁基材料储氢性能的有效手段,但如何充分发挥功能碳材料中各组元最大作用值得研究。本研究通过大孔阳离子交换树脂为前驱体,通过离子交换和热还原法成功合成了(Ni-V2O3)@C复合材料,提出了CNiV2O3协同催化作用机制。将NiV2O3负载在C基体上,能充分发挥NiV2O3的催化特性,而C则可以抑制材料的团聚。因此,在CNiV2O3协同催化作用下,MgH2-(Ni-V2O3)@C复合材料在室温下即可吸收氢气,且经过100次吸放氢循环后容量保持率仍为99.8%。该工作对实现镁基材料低温氢化和循环稳定性的提升具有重要意义。

 

 

该工作获得国家自然科学基金,广西自然科学基金等资助。

论文1

论文标题:Experimental and theoretical studies on two-dimensional vanadium carbide hybrid nanomaterials derived from V4Al3 as excellent catalyst for MgH2

论文作者:蓝志强,梁慧仁(硕士生),温晓斌(硕士生),胡家洋,宁华(通讯作者),曾亮,刘海镇,谭军(通讯作者),Jürgen Eckert,郭进(通讯作者)。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jma.2022.09.019

论文2

论文标题:In situ incorporation of highly dispersed nickel and vanadium trioxide nanoparticles in nanoporous carbon for the hydrogen storage performance enhancement of magnesium hydride

论文作者:蓝志强(通讯作者),温晓斌(硕士生),曾亮,罗子琪(本科生),梁慧仁(硕士生),师维涛(研究生),洪非凡(研究生),刘海镇,宁华,周文政,郭进(通讯作者)。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137261


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