镍@氮掺杂石墨烯催化剂

脱氢温度直降175 °C

非贵金属催化剂用氮掺杂石墨烯负载均匀镍颗粒，在氢化镁储氢中诱导原位成核，同时解决高操作温度和循环衰减难题。

Wu, Chengzhang · Rahman, Muneeb Ur · 张嵘

ACS Omega 2024

参数信息

起始脱氢温度

195 °C

脱氢容量

6.5 wt%

吸氢容量

5.5 wt%

循环容量保持率

98.0 %

技术优势

不需贵金属

采用非贵金属镍作为催化活性组分，来源丰富、成本低，却能达到与贵金属催化剂相当的改性效果。

大幅降低脱氢温度

起始脱氢温度降至195 °C，比纯MgH2低175 °C，使储氢系统工作温度更接近实际需求。

低温可吸氢

在100 °C即可吸收5.5 wt%的氢气，意味着可利用低品位热源或废热进行加氢。

循环寿命长

在270 °C循环100次后容量保持率仍达98.0%，几乎没有衰减，远超未改性的MgH2。

应用场景

• 固态储氢材料：在较低温度下实现高容量循环，让固态储氢罐更接近车载实用。
• 氢燃料电池供氢：100 °C即可放氢5.5 wt%，可直接对接质子交换膜燃料电池的废热驱动供氢。
• 储氢合金改性：通过原位形成的Mg2NiH2和多相界面，从内部改善MgH2的吸放氢动力学。
• 非贵金属催化剂：用镍替代贵金属，仍能将脱氢温度降低175 °C，成本大幅下降。
• 石墨烯负载催化剂：氮掺杂石墨烯防止镍颗粒团聚，维持催化活性，从而稳定循环性能。