氫化鎂(MGH)是一種高容量、低成本的儲(chǔ)氫材料;然而，慢的動(dòng)力學(xué)速率、高的脫氫溫度和短的循環(huán)壽命阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。為了解決這些問題，我們提出了一種設(shè)計(jì)新型分層三維雙金屬M(fèi)Xene (d-TiNbCT
x)納米結(jié)構(gòu)的策略。MGH@d-TiNbCT
x組合物的起始脫氫溫度降低到150℃，在150~250℃范圍內(nèi)達(dá)到7.2 wt %的氫釋放能力。該組分在200℃下5分鐘內(nèi)吸收7.2 wt %的氫，在30℃下2小時(shí)內(nèi)吸收5.5 wt %的氫，而在275℃下7分鐘內(nèi)測(cè)量解吸容量(6.0 wt %)。在250℃下150次循環(huán)后，保留了6.5 wt %的容量，氫含量的損失可以忽略不計(jì)。這些結(jié)果歸因于已形成的TiH
2/NbH
2納米催化劑的催化作用，該催化作用導(dǎo)致Mg-H鍵的解離和動(dòng)力學(xué)速率的提高。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)高效的MGHs/MXene納米復(fù)合物提供了巨大的機(jī)會(huì)，以改善MGHs的儲(chǔ)氫性能。
圖1. MGH@d-TiNbCT
x的形成過程。
圖2. d-TiNbCT
x MXene相的表面形貌、結(jié)構(gòu)分析、物相分析和元素研究。
圖3. MGH@d-TiNbCT
x納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、化學(xué)狀態(tài)和表面形貌。
圖4. TPD性能。
圖5. MGH@d-TiNbCT
x組合物的氫循環(huán)和吸解吸動(dòng)力學(xué)性能。
圖6 原位HRTEM結(jié)果及整體脫氫反應(yīng)MGH@d-TiNbCT
x組成。
相關(guān)科研成果由西安交通大學(xué)化工與工藝學(xué)院Bo Huang等人于2023年發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces（https://doi.org/10.1021/acsami.3c05308）上。原文：In Situ Formed Ti/Nb Nanocatalysts within a Bimetal 3D MXene Nanostructure Realizing Long Cyclic Lifetime and Faster Kinetic Rates of MgH
2。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.3c05308。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
