機電工程學(xué)院青年教師團隊在鎂合金頂刊發(fā)表高水平論文

近日，我校機電工程學(xué)院宋文杰副教授團隊在鎂合金領(lǐng)域國際頂級期刊Journal of Magnesium and Alloys（1/79，中科院一區(qū)，影響因子11.862）在線發(fā)表題為《TiO₂@C catalyzed hydrogen storage performance of Mg-Ni-Y alloy with LPSO and ternary eutectic structure》的高水平文章，宋文杰為第一作者兼共同通訊作者，研究生馬文豪為第二作者，陜西科技大學(xué)為第一完成單位，該論文的發(fā)表極大地提高了我校在鎂基固態(tài)儲氫材料領(lǐng)域的影響力。

氫氣因其能量密度高、清潔可再生被認(rèn)為是一種理想的二次能源，氫氣儲存和運輸是氫能發(fā)展的關(guān)鍵。金屬鎂具有儲氫量高、資源豐富、價格低廉和可逆性好等優(yōu)勢，是一種理想的大規(guī)模應(yīng)用的固態(tài)儲氫材料。然而，純鎂較高的吸放氫溫度和緩慢的吸放氫動力學(xué)限制了其大規(guī)模應(yīng)用。合金化、納米化和添加催化劑是提高鎂基儲氫材料儲氫性能的主要手段。然而，隨著其它元素的引入，鎂基固態(tài)儲氫材料的儲氫量下降。如何保證高儲氫量的同時進(jìn)一步提高其儲氫性能，是鎂基固態(tài)儲氫領(lǐng)域的一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

宋文杰團隊通過合金成分設(shè)計，制備了一種含有14H型LPSO（長周期堆積有序）結(jié)構(gòu)和三元共晶組織的Mg-Ni-Y儲氫合金。通過增加內(nèi)部擴散通道、內(nèi)部原位自生和外加添加納米催化劑進(jìn)行協(xié)同催化，顯著提高了合金的儲氫性能。氫化過程中LPSO結(jié)構(gòu)的分解導(dǎo)致了大量納米晶體的形成，提供了豐富的相邊界和活化點。納米級的TiO₂@C催化劑均勻地分散在合金顆粒的表面，TiO₂@C的“氫泵”效應(yīng)加速了氫氣在合金顆粒表面的解離和擴散。鎂基固態(tài)儲氫材料可逆儲氫量為5.32wt.%，開始放氫溫度降低至200℃，在200℃和30bar條件下，1分鐘內(nèi)達(dá)到4.25wt.%的吸氫量。團隊的研究工作為鎂基固態(tài)儲氫材料的性能大幅度改善提供了解決方案，有助于推進(jìn)鎂基固態(tài)儲氫材料的商業(yè)化應(yīng)用。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jma.2023.04.002

新聞小貼士：

宋文杰，副教授，碩導(dǎo)。西北工業(yè)大學(xué)博士，復(fù)旦大學(xué)博士后，美國北卡羅來納大學(xué)夏洛特分校訪問學(xué)者。中國科技部國家科技專家?guī)斐蓡T、陜西省秦創(chuàng)原“科學(xué)家+工程師”隊伍首席科學(xué)家、教育部全國研究生教育評估檢測專家?guī)鞂＜摇㈥兾骺萍即髮W(xué)先進(jìn)金屬材料與加工研究中心團隊負(fù)責(zé)人、西北工業(yè)大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者。發(fā)表高水平SCI論文近20篇，Top期刊論文11篇，其中JCR一區(qū)論文5篇，二區(qū)6篇，單篇最高影響因子11.826。主持國家自然科學(xué)基金、國家中央軍委領(lǐng)域基金、國家留學(xué)基金、陜西省重點研發(fā)計劃（2019年和2023年）、秦創(chuàng)原“科學(xué)家+工程師”等國家級和省部級項目6項，科研院所及高校項目5項，參與國防基礎(chǔ)科研1項、國家重大專項2項、省部級項目2項。申請國家發(fā)明專利7件，多次受邀參加國際和國內(nèi)學(xué)術(shù)會議并作口頭報告，擔(dān)任國內(nèi)外多個期刊審稿人。

（核稿：夏祥林 編輯：雷超）