CeO₂@NC纳米球催化剂

释氢量提升18倍

通过碳载体与氧空位协同效应，显著促进MgH₂的氢扩散与解离，降低脱氢活化能。

Chenxu, Liu · 袁泽明 · Wei, Li · 翟亭亭 · Han, Zhonggang · 张新房

Journal of Materials Science and Technology 2025

具体参数

释氢容量 (MgH₂ + 6 wt.% CeO₂@NC)

{'zh': '5.89', 'en': '5.89'} wt.%

释氢容量 (纯MgH₂)

{'zh': '0.31', 'en': '0.31'} wt.%

脱氢活化能降低值

{'zh': '31.11', 'en': '31.11'} kJ/mol H₂

技术优势

释氢量暴增

相较于纯MgH₂，添加催化剂后在相同条件下释氢量从0.31 wt.%跃升至5.89 wt.%，提升近19倍。

活化能大降

脱氢活化能降低31.11 kJ/mol H₂，意味着氢原子更容易从MgH₂中解离，动力学显著改善。

碳层防团聚

碳载体阻止CeO₂纳米颗粒在球磨时因纳米效应团聚，保证了稳定的催化活性。

氧空位氢泵

Ce的多价态环境与氧空位缺陷协同作用，发挥氢泵效应，促进氢分子解离与扩散。

应用场景

• 固态储氢：提升MgH₂基固态储氢材料的动力学，替代纯MgH₂以降低操作温度、加快充放氢速率。
• 燃料电池供氢：该催化剂使MgH₂在中等温度下即可快速释放高纯氢，为燃料电池提供灵活氢源。
• 镁基储氢电池：添加CeO₂@NC可降低镁基储氢电池充电时的活化能，提升电化学储氢容量与速率。
• 可再生能源储氢：该催化剂助力MgH₂在太阳能、风能等间歇性可再生能源系统中高效存储波动产氢。