報告題目：納米鎂基複合儲氫材料的吸放氫機制研究及應用

報告人：鄒建新

主持人（邀請人）：蔣青（鄢俊敏）

報告時間：2021年5月13日上午9：30

報告地點：南嶺校區機械材料館209學術報告廳

主辦單位：伟德bv1946官网、伟德bv1946官网汽車材料教育部重點實驗室

摘要：

鎂基儲氫材料具有高的質量和體積儲氫密度（7.6 wt%，110g/L，MgH₂），并且鎂的自然資源豐富、成本低廉、環境友好，是具有商業應用潛力的高容量儲氫材料。然而鎂基儲氫材料自身穩定的熱力學以及遲緩的吸放氫動力學性能導緻其放氫溫度通常在573 K以上，且鎂晶粒易在高溫下長大，造成動力學和容量損失，阻礙了其在氫能領域的實際應用。通過構築Mg/MgH₂@催化劑核殼結構和框架結構納米限域Mg／MgH₂的是改善鎂基儲氫材料熱／動力學性能的有效方法。采用電弧等離子體法結合後續的表面修飾可制備出以超細鎂顆粒為核心，過渡金屬或氧化物納米粒子為催化殼層的複合儲氫材料。通過微結構表征、性能測試以及第一性原理計算相結合的方法對核殼結構納米鎂基複合儲氫材料進行了研究，結果表明，催化層的氫泵作用是鎂顆粒吸放氫動力學提升的主要原因，部分過渡元素如In、Ag可在吸放氫過程中産生固溶/核殼結構結構轉變，降低Mg的吸放氫焓值，從而改變熱力學性能。采用MXene、MOF及衍生物CoS-NBs作為多功能框架材料，通過濕法浸漬途徑裝載納米Mg/MgH₂，成功制備出了納米限域Mg@MXene、MgH₂@Ni-MOF及MgH₂@CoS-NBs複合物。對納米限域法制備的複合物體系相組成、微觀形貌及吸放氫性能改善機制進行了系統研究，結果表明，框架材料裝載納米鎂複合物的吸放氫熱力學以及循環性能的提升主要歸因于Mg/MgH₂的“納米尺寸效應”，以及框架材料對納米鎂基材料的“抑制團聚”作用。同時，Mg/MgH₂與框架材料原位反應生成的産物具有催化作用，可提升吸放氫動力學性能。在基礎研究的基礎上，針對一些具體的應用場景開發了相應的鎂基儲氫材料并開展了相關的示範應用。

報告人簡介：

鄒建新，上海交通大學伟德bv1946，教授，國家重點研發計劃首席科學家。已在Science，Adv Mater，J of Materials Chemistry A，Chemical Engineering J，Acta Mater等國際知名期刊上發表SCI論文140餘篇，被他引超過2000次。