确定储氢材料的关键限制

一组研究人员已经确定了常见固态氢材料的关键绊脚石，为未来的设计指南和广泛的商业用途铺平了道路。

他们的研究结果的细节发表在《材料化学杂志A》上，该文章被作为封面文章发表。

氢将在为我们的未来提供动力方面发挥重要作用。它很丰富，燃烧时不会产生有害排放物。但氢气的储存和运输既昂贵又有风险。

目前，氢气通过三种方法储存：高压气态储氢，低温液氢储存和固态储氢。在固态储氢中，固态材料通常是最安全的，并且提供最大的储氢密度。

长期以来，人们一直在探索金属氢化物因其储氢潜力大和成本低而受到探索。当这些金属与气态氢接触时，氢被吸收到表面上。进一步的能量输入导致氢原子进入金属的晶格，直到金属被氢饱和。从那里，材料可以吸收和解吸更多的氢气。

氢化镁(MgH2)显示出卓越的储氢能力的巨大前景。但是，MgH 需要高温2分解并产生氢气。此外，该材料复杂的氢迁移和解吸导致脱氢动力学缓慢，阻碍了其商业应用。

几十年来，科学家们一直在争论为什么MgH内部脱氢2太难了。但是现在，研究小组发现了一个答案。

使用基于自旋极化密度泛函理论和范德华校正的计算，他们发现了MgH期间的“爆发效应”2的脱氢。初始脱氢势垒测量为2.52和2.53 eV，而随后的反应势垒为0.12-1.51 eV。

该小组使用晶体轨道汉密尔顿群体方法进行了进一步的键分析，他们确认随着脱氢过程的继续，氢化镁键强度降低。

“在最初的爆发效应之后，氢迁移和氢解吸要容易得多，”东北大学材料研究所(WPI-AIMR)副教授，该论文的通讯作者Hao Li指出。“促进这种解吸过程的结构工程调整可能是促进氢解吸MgH的关键。2."

李和他的同事们证明，当第一层原子氢存在时，氢空位保持高度的电子定位。MgH动力学特性分析2从头算子动力学模拟进行的表面脱氢后也提供了额外的证据。

“我们的研究结果为MgH提供了理论基础。2的脱氢动力学，为改性MgH提供重要指导2基于储氢材料，“李补充道。

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