近日，我校能动学院张刘挺老师联合复旦大学余学斌老师，以江苏科技大学为第一署名单位，我校2022级研究生钟涛为第一作者，在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》（1区top期刊，影响因子18.5）发表高水平研究论文《Modulation on surface termination groups to optimize the adsorption energy and work function of Nb2CTx for enhanced hydrogen storage in magnesium hydride》（https://doi.org/10.1002/adfm.202418230）。
该工作首次将不同表面基团修饰的Nb2CTx-MXene (Tx=-F, -O, -OH, bare)引入MgH2体系中，研究不同表面基团对MgH2催化活性的影响。首先，通过碱处理和H2/Ar下的热处理，成功地定制了Nb2CTx-MXene的表面基团，其在放氢和吸氢动力学方面都有显著改善。掺杂具有最佳表面基团Nb2CTx-KOH的复合材料在250°C下仅用5分钟就可以释放6.56 wt%的H2；在150 °C下5分钟就可以吸收6.46 wt%的H2。此外，与纯MgH2相比，放氢和吸氢活化能分别大幅降低了49.5%和60.1%，还实现了至少50个循环的稳定放氢/吸氢反应。系统研究表明，引入-OH基团或去除表面官能团可增强Nb2CTx对氢的吸附。重要的是，富含-OH的Nb2CTx表现出更低的功函数（2.24 eV，而裸露表面为4.45 eV），且d键中心更接近费米级，这表明d电子更有可能过渡到导带以催化储氢反应，从而促进界面上的氢转移，增强 MgH2的氢吸附/解吸特性。此项研究为MgH2储氢及其他应用构建高效的Mxene基催化剂提供了一种新颖而有前景的方法。
钟涛，江苏科技大学能源与动力学院2022级硕士研究生，主要从事镁基储氢材料的性能优化的研究工作。以第一作者在国际期刊Advanced Functional Material s（影响因子18.5）, Journal of Magnesium Alloy（影响因子15.8）, International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials（影响因子5.6）上共发表SCI论文3篇。
来源 | 能源与动力学院
排版 | 王思楠
校对 | 朱佳欣 张梦思
责编 | 鹿 婷
审核 | 徐 剑
