氢化镁(MGH)是一种高容量、低成本的储氢材料;然而，慢的动力学速率、高的脱氢温度和短的循环寿命阻碍了其大规模应用。为了解决这些问题，我们提出了一种设计新型分层三维双金属MXene (d-TiNbCT_x)纳米结构的策略。MGH@d-TiNbCT_x组合物的起始脱氢温度降低到150℃，在150~250℃范围内达到7.2 wt %的氢释放能力。该组分在200℃下5分钟内吸收7.2 wt %的氢，在30℃下2小时内吸收5.5 wt %的氢，而在275℃下7分钟内测量解吸容量(6.0 wt %)。在250℃下150次循环后，保留了6.5 wt %的容量，氢含量的损失可以忽略不计。这些结果归因于已形成的TiH₂/NbH₂纳米催化剂的催化作用，该催化作用导致Mg-H键的解离和动力学速率的提高。这种独特的结构为设计高效的MGHs/MXene纳米复合物提供了巨大的机会，以改善MGHs的储氢性能。
 
图1. MGH@d-TiNbCT_x的形成过程。
 
图2. d-TiNbCT_x MXene相的表面形貌、结构分析、物相分析和元素研究。
  
图3. MGH@d-TiNbCT_x纳米复合材料的结构、化学状态和表面形貌。
 
图4. TPD性能。
  
图5. MGH@d-TiNbCT_x组合物的氢循环和吸解吸动力学性能。
 
图6 原位HRTEM结果及整体脱氢反应MGH@d-TiNbCT_x组成。
 
      相关科研成果由西安交通大学化工与工艺学院Bo Huang等人于2023年发表在ACS Applied Materials & Interfaces（https://doi.org/10.1021/acsami.3c05308）上。原文：In Situ Formed Ti/Nb Nanocatalysts within a Bimetal 3D MXene Nanostructure Realizing Long Cyclic Lifetime and Faster Kinetic Rates of MgH_2。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.3c05308。

转自《石墨烯研究》公众号