機(jī)電工程學(xué)院青年教師團(tuán)隊(duì)在鎂合金頂刊發(fā)表高水平論文

近日，我校機(jī)電工程學(xué)院宋文杰副教授團(tuán)隊(duì)在鎂合金領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)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(chǔ)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(chǔ)存和運(yùn)輸是氫能發(fā)展的關(guān)鍵。金屬鎂具有儲(chǔ)氫量高、資源豐富、價(jià)格低廉和可逆性好等優(yōu)勢(shì)，是一種理想的大規(guī)模應(yīng)用的固態(tài)儲(chǔ)氫材料。然而，純鎂較高的吸放氫溫度和緩慢的吸放氫動(dòng)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(chǔ)氫材料儲(chǔ)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(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫量下降。如何保證高儲(chǔ)氫量的同時(shí)進(jìn)一步提高其儲(chǔ)氫性能，是鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

宋文杰團(tuán)隊(duì)通過(guò)合金成分設(shè)計(jì)，制備了一種含有14H型LPSO（長(zhǎng)周期堆積有序）結(jié)構(gòu)和三元共晶組織的Mg-Ni-Y儲(chǔ)氫合金。通過(guò)增加內(nèi)部擴(kuò)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(chǔ)氫性能。氫化過(guò)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(diǎn)。納米級(jí)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(kuò)散。鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料可逆儲(chǔ)氫量為5.32wt.%，開(kāi)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(tuán)隊(duì)的研究工作為鎂基固態(tài)儲(chǔ)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(chǔ)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(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)夏洛特分校訪問(wèn)學(xué)者。中國(guó)科技部國(guó)家科技專(zhuān)家?guī)斐蓡T、陜西省秦創(chuàng)原“科學(xué)家+工程師”隊(duì)伍首席科學(xué)家、教育部全國(guó)研究生教育評(píng)估檢測(cè)專(zhuān)家?guī)鞂?zhuān)家、陜西科技大學(xué)先進(jìn)金屬材料與加工研究中心團(tuán)隊(duì)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(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家中央軍委領(lǐng)域基金、國(guó)家留學(xué)基金、陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019年和2023年）、秦創(chuàng)原“科學(xué)家+工程師”等國(guó)家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目6項(xiàng)，科研院所及高校項(xiàng)目5項(xiàng)，參與國(guó)防基礎(chǔ)科研1項(xiàng)、國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)2項(xiàng)、省部級(jí)項(xiàng)目2項(xiàng)。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利7件，多次受邀參加國(guó)際和國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議并作口頭報(bào)告，擔(dān)任國(guó)內(nèi)外多個(gè)期刊審稿人。

（核稿：夏祥林 編輯：雷超）