YF₃-Ni/C双掺杂储氢材料

低温储氢性能提升

通过YF₃与Ni/C协同催化，显著降低脱氢活化能并改善低温动力学，使MgH₂在更低温度下实现快速吸放氢。

Tengyu, Zhang · 刘美佳 · Can, Li · 张纪伟 · Hui, Gao · Kong F. · 肖学章

Chemical Engineering Journal 2025

具体参数

脱氢活化能

{'zh': '74.56', 'en': '74.56'} kJ/mol

300 °C脱氢量

{'zh': '5.22', 'en': '5.22'} wt%

250 °C脱氢量

{'zh': '5.74', 'en': '5.74'} wt%

50 °C吸氢量

{'zh': '5.18', 'en': '5.18'} wt%

循环容量保持率

{'zh': '98.4', 'en': '98.4'} %

技术优势

低温能快速放氢

YF₃与Ni/C协同作用将脱氢活化能降至74.56 kJ/mol，使材料在250 °C下30分钟内释放5.74 wt% H₂。

低温能快速吸氢

在50 °C下4小时内吸氢5.18 wt%，明显优于仅含Ni/C的样品（3.72 wt%），展示出优异的低温吸氢动力学。

循环稳定性好

经过30次循环后容量保持率高达98.4%，表明材料具有出色的可逆性，适用于长期使用。

催化剂分散均匀

氮自掺杂多孔碳改善了催化剂分散性并防止团聚，同时促进氢分子解离，提升整体反应活性。

应用场景

• 固态储氢：在低至50 °C下高效吸放氢，可替代高压或低温液态储氢，降低储氢系统复杂性和能耗。
• 氢能储运：提供可在环境条件下操作的高容量储氢介质，用于平衡可再生能源制氢的间歇性。
• 燃料电池供氢：为燃料电池提供可控的氢气释放，工作温度接近燃料电池余热温度，可简化热管理。
• 电化学储能：作为金属氢化物电极或储氢介质，利用其高容量和良好循环性提升电化学储能系统能量密度。