Enhanced dehydrogenation properties and mechanism analysis of MgH2 solid solution containing Fe nano-catalyst

脱氢 氢化镁 氢气储存 材料科学 催化作用 氢化物 化学工程 复合数 动力学 化学 复合材料 冶金 有机化学 金属 工程类 物理 量子力学
作者
Haiyi Wan,D. Fang,Shiming Zhou,Xiu Yang,Yujuan Dai,Lei Ran,Yu’an Chen,Fusheng Pan
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:48 (87): 34180-34191 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.05.201
摘要

Magnesium hydride (MgH2) has been proposed as a promising hydrogen storage material due to its high hydrogen capacity. However, its application is hindered by sluggish kinetics and high dehydrogenation temperature. Herein, we report the successful preparation of the Fe containing MgH2 solid solution by milling method, and systematically investigate the dehydrogenation properties and mechanism of the composite through experiments and first principle calculations. The results show that the serious lattice distortion and charge transfer caused by Fe atoms lead to the instability of MgH2, significantly improving the dehydrogenation kinetics of MgH2. As a result, the dehydrogenation activation energy of MgH2–Fe composite was successfully reduced by 44.5%. Notably, the initial dehydrogenation temperature of the composites is nearly 200 °C lower than that of pure MgH2, and 4.5 wt% of H2 can be released at 230 °C for 30 min. These findings provide novel insights for designing simple, low-cost catalysts for MgH2 synthesis.

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