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2023年学术进展系列之62:我院新能源团队在Li-Mg-B-H复合储氢材料研究取得新进展
2023-12-15 10:01  

Li-Mg-B-H复合储氢材料(2LiBH4 + MgH2)具有比单纯MgH2更高的储氢容量(11.4 wt%)以及比单纯LiBH4更好的可逆性,但是其吸放氢动力学缓慢,循环稳定性差,严重限制其实际应用。

针对上述问题,本工作合成了具有层状结构的Nb2C MXene,并将其用于调控Li-Mg-B-H复合储氢材料的吸放氢动力学和循环稳定性。球磨后的2LiH + MgB2复合物先通过初始氢化制备得2LiBH4 + MgH2复合物。储氢性能研究表明,添加5 wt% Nb2C2LiBH4 + MgH2复合物在400 °C恒温下30 min内可放氢9.0 wt%,而未添加的2LiBH4 + MgH2放氢量仅有2.7 wt%(图1)。2LiBH4 + MgH2 + 5 wt% Nb2C复合物中MgH2LiBH4的放氢活化能分别为123154 kJ·mol−1,均比2LiBH4 + MgH2复合物低(分别为164165 kJ·mol−1)。2LiBH4 + MgH2 + 5 wt% Nb2C复合物具有优异的循环稳定性,20个循环后,其可逆储氢容量仅从9.4 wt%下降至9.3 wt%(图1)。在复合物循环吸放氢过程中,Nb2C基本上保持稳定,起到活性催化剂的作用。Nb2C MXene独特的层状结构以及所含有的活性过渡金属Nb元素是Nb2C MXene显著改善Li-Mg-B-H复合储氢材料性能的主要原因。

本研究工作表明,与块状NbC不同,具有层状结构的Nb2CLi-Mg-B-H复合储氢材料性能具有显著改善效果。相关研究成果发表在《Rare Metals》期刊上。

1 添加Nb2C2LiBH4 + MgH2复合储氢材料的等温放氢动力学性能及循环稳定性


论文作者:卢丽雯(硕士生),罗辉(博士生),黎光旭(快叁信誉好的老平台),李芸(衢州职业技术学院),王新华(浙江大学),黄存可(快叁信誉好的老平台),蓝志强(快叁信誉好的老平台),周文政(快叁信誉好的老平台),郭进(快叁信誉好的老平台),Mohammad IsmailUniversiti Malaysia Terengganu),刘海镇(通讯作者,快叁信誉好的老平台)

论文题目:Layered niobium carbide enabling excellent kinetics and cycling stability of Li-Mg-B-H hydrogen storage material

期刊信息:Rare Metals, 2023. https://doi.org/10.1007/s12598-023-02489-5


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