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據悉,上海交通大學氫科學中心鄒建新教授團隊使用了鉬複合材料來改善了氫化鎂(MgH2)儲氫效能,即雙金屬基氧化物NiMoO4和CoMoO4來顯著降低氫化鎂的放氫溫度並加快其吸放氫動力學。

隨著能源危機和氣候變化問題日益嚴峻,人類亟需尋找清潔、高效、廉價的二次能源來取代當前的化石燃料。氫被認為是最理想的能源載體之一,其具有能量密度高(142MJ/kg)、自然界豐富、環境友好等優點。在整個“氫經濟”迴圈中,缺少高容量和安全的儲氫技術是目前限制氫能大規模應用和發展的瓶頸問題。

MgH2是最具應用潛力的固態儲氫材料之一,其儲氫密度高(7.6 wt.%)、資源豐富、可逆性優良。然而過高的熱力學穩定性以及緩慢的吸放氫動力學限制了其工業化應用。奈米結構過渡金屬基催化劑被認為可以大幅降低MgH2的放氫溫度並顯著提高吸放氫動力學。

其中,Ni、Co基和高電負性高價態(如V2O3、TiO2、Nb2O5、MoO3等)催化劑均對MgH2儲放氫行為呈現出不同程度的促進作用,但兩種過渡金屬/氧化物之間的協同作用來改善MgH2儲氫效能的研究則較少。

近期,上海交通大學研究者揭示出了雙金屬基氧化物NiMoO4和CoMoO4奈米棒對氫化鎂吸放氫效能的影響機制。

以Ni/Co(NO3)2⋅6H2O作為Ni/Co前驅體金屬鹽,Na2MoO4⋅2H2O作為Mo前軀體鹽,採用水熱合成以及隨後高溫退火得到NiMoO4和CoMoO4奈米棒並以10 wt.%比例摻入MgH2得到儲氫複合物。

研究表明:(1)NiMoO4和CoMoO4可以不同程度上促進MgH2的放氫行為,其中NiMoO4優於CoMoO4。(2)以MgH2+NiMoO4體系為研究主體,在後續吸放氫過程中Ni演化為Mg2Ni/Mg2NiH4而Mo6+在第一次放氫過程中轉化為零價鉬並在後續吸放氫過程中穩定存在。(3)零價鉬的雙重作用,一是弱化Mg-H鍵促進MgH2放氫;二是促進“Mg2Ni/Mg2NiH4”相互轉化的“氫泵”效應。

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