材料导报影响因子(材料导报是ei吗)

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材料导报影响因子(材料导报是ei吗)

材料导报影响因子(材料导报是ei吗)

浙江大学潘洪革教授和刘永锋教授团队联合烟台大学、合肥通用机械研究院和澳大利亚悉尼科技大学的研究人员,发展了一种超声化学反应新过程,准备了高效钛基催化剂改性的钠铝氢化物储氢材料,取得了近室温可逆储氢性能的新突破,有较好的应用前景,相关文章发表在Research上。

研究背景

作为一种典型的配位氢化物,铝氢化钠(NaAlH4)具有适宜的热力学性能较高的储氢容量,在车载储氢材料领域具有良好的应用发展前景。

高的吸放氢温度慢的吸放氢速率严重制约了其实际应用。

引入Ti基添加剂,例如TiCl4、TiCl3、TiF3和TiO2等,可有效改善NaAlH4的吸放氢动力学性能,但它们普遍会与氢化物之间发生副反应,导致体系有效储氢容量大幅降低。

因此,如何实现催化改性NaAlH4体系的高储氢容量和低工作温度的兼容,一直是一个亟待解决的难题。

研究进展

浙江大学潘洪革教授和刘永锋教授团队联合烟台大学、合肥通用机械研究院和澳大利亚悉尼科技大学的研究人员,发展了一种超声化学反应新过程,通过超声驱动TiCl4和LiHTHF溶液中发生置换反应(图1),成功制备出石墨烯负载的纳米薄片状TiH2,其中TiH2径向尺寸约50 nm、厚度约15 nm(图2),负载量高达70 wt%。

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图1 石墨烯负载TiH2纳米薄片的制备过程

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图2 TiH2纳米薄片的形貌和成分表征

添加7 wt% TiH2纳米片的NaAlH4样品在等温条件下,可在80 oC(TG测试)完全放氢,30 oC(100 bar H2)完全吸氢,有效储氢容量为5 wt%(图3),经历50个吸放氢循环,容量保持率高达96%(图4)。

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图3 添加7wt% TiH2纳米薄片后的NaAlH4样品的吸放氢性能

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图4 添加7wt% TiH2纳米薄片的NaAlH4样品的循环性能

未来展望

TiH2纳米薄片改性的NaAlH4储氢材料显示出目前该研究体系最优的综合储氢性能,初步满足了质子交换交换膜燃料电池的工作温度要求,有效推动了其实用化进程。

作者简介

  • 刘永锋

刘永锋,浙江大学求是特聘教授,国家杰出青年基金获得者,爱思唯尔中国高被引学者。

博士毕业于浙江大学,曾在新加坡国立大学从事博士后研究,2007年加入浙江大学材料学院任教,开展新型高效储氢/储锂材料的研究。

以第一/通讯作者Nat. Commun., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., J. Am. Chem. Soc., Adv. Funct. Mater., Adv. Energy Mater.,,Energy Storage Mater.等国内外学术期刊上发表论文140余篇。

  • 潘洪革

潘洪革,浙江大学兼任教授,国家杰出青年基金获得者(2010),教育部长江学者特聘教授(2014),国家万人计划创新领军人才(2016),Journal of Alloys and Compounds主编。

研究方向为先进储能材料及其器件,已在Nat. Commun.Adv. MaterAdv. Energy Mater.Adv. Funct. Mater.等发表学术论文300余篇,引用超过10000次,授权发明专利50余项。

获浙江省自然科学奖一等奖(2019)。

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