TM单原子-N-CNT催化体系

双向加速吸放氢

一种由过渡金属单原子与氮掺杂碳纳米管构成的杂化催化体系，能够在吸氢和放氢两个方向上同时降低Mg/MgH₂的能垒。

Duan, Congwen · Haimei, Wang · Wang, Xinya · Yupeng, Liu · Jinhui, Wu · 胡连喜 · Liu, Bogu · Huang, Haixiang · Fei, Wang · 吴影

Journal of Magnesium and Alloys 2024

具体参数

氢化能垒降低值

0.2-0.7 eV

脱氢能垒降低值

1.6-2.2 eV

技术优势

能垒大幅降低

氢化和脱氢能垒分别降低0.2–0.7 eV和1.6–2.2 eV，使反应在更温和条件下进行。

可用描述符预测

TM SA N-CNTs的贡献度和体系电负性可作为有效描述符预测能垒降低幅度，指导催化剂筛选。

阐明作用机制

提出“电子索道”效应解释TM单原子与N-CNT协同增强吸放氢动力学的内在原理。

应用场景

• 固态储氢：降低Mg/MgH₂吸放氢能垒，提升固态储氢系统动力学性能。
• 储氢催化剂：作为催化剂与Mg/MgH₂复合，加速其吸放氢反应。
• 单原子催化：利用TM单原子与N-CNT的协同效应，提升催化加氢/脱氢效率。
• 燃料电池供氢：改善Mg/MgH₂的放氢动力学，为燃料电池提供更及时的氢源。