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具有固有多重价态的NbN纳米粒子对氢化镁可逆储氢性能的优异催化作用
International Journal of Hydrogen Energy ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-10-22 , DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.09.173 Meng Zhang , Xuezhang Xiao , Zhouming Hang , Man Chen , Xuancheng Wang , Nan Zhang , Lixin Chen
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更新日期:2020-12-26
International Journal of Hydrogen Energy ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-10-22 , DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.09.173 Meng Zhang , Xuezhang Xiao , Zhouming Hang , Man Chen , Xuancheng Wang , Nan Zhang , Lixin Chen
氢化镁作为潜在的固态氢载体,由于其高的储氢能力和良好的循环稳定性,在世界范围内引起了极大的关注,特别是在储能领域。但是动力学和热力学的障碍也阻碍了MgH 2的实际应用和发展。纳米级催化剂被认为是克服动力学障碍并降低MgH 2中氢释放所需温度的最有效措施。使用熔融盐法制备了具有固有Nb 3+ -N和Nb 5+ -N的NbN纳米粒子(约20 nm),并将其用作MgH 2中的催化剂系统。已经发现,对于MgH 2 / Mg体系,NbN纳米颗粒对脱氢/再氢化动力学表现出优异的催化作用。MgH 2 + 5NbN样品在300°C下5分钟内可释放约6.0 wt%的氢气,在275°C下解吸相同量的氢气需要12分钟。同时,MgH 2+ 5NbN样品可以在150°C的16分钟内吸收6.0 wt%的氢,甚至在100°C的24 min内吸收5.0 wt%的氢。特别地,催化的样品表现出优异的氢吸收/解吸动力学稳定性。在多个循环之后,没有动力学衰减,并且氢容量保持在约6.0重量%。结果表明,具有固有多重价态的NbN纳米颗粒可能是改善MgH 2储氢动力学的关键作用。Nb 4 N 3相和Nb 3+ -N和Nb 5+ -N价态的稳定性可以确保体系中稳定的催化作用。
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