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高熵合金对催化氢化镁固态储氢的惊人鸡尾酒效应
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-04-03 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.142766
Li Wang , Liuting Zhang , Xiong Lu , Fuying Wu , Xuan Sun , Hu Zhao , Qian Li
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更新日期:2023-04-03
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-04-03 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.142766
Li Wang , Liuting Zhang , Xiong Lu , Fuying Wu , Xuan Sun , Hu Zhao , Qian Li
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氢化镁 (MgH 2 ) 作为一种有前途的氢能载体引起了广泛关注,但其商业应用受到高操作温度和缓慢脱氢动力学的阻碍。在此,采用 CrMnFeCoNi 和 CrFeCoNi 高熵合金 (HEAs) 来提高 MgH 2的储氢性能。结果表明,催化剂的形貌和 Mn 的添加对 HEAs 催化剂的性能有很大影响。特别是,含 Mn 的 HEAs 纳米片表现出最佳性能。MgH 2 -CrMnFeCoNi 复合材料在 300 °C 下可在 10 分钟内释放 6.5 wt% H 2并开始吸收 H 2在 40°C。此外,动力学分析表明,HEA-4改性MgH 2脱氢过程中的速率控制模型由MgH 2的渗透模型转变为扩散模型。此外,在 300 °C 下循环 20 次后仍可保持 97% 的储氢量,表现出良好的循环性能。微观结构分析表明,CrMnFeCoNi纳米片均匀分散在MgH 2表面,带来大量异质活化位点,加速了氢的扩散。此外,HEAs 的鸡尾酒效应在 Cr、Mn、Fe、Co 和 Ni 元素之间发挥协同作用,以提高整体催化效率。因此,MgH 2的脱/再氢化性能-CrMnFeCoNi 复合材料出人意料地加速了。
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