文：朱云峰 上传：李荃 审核：吕忆农

镁基储氢材料因高储氢容量和绿色可持续发展等特点被誉为是氢能循环利用的重要载体之一。然而，缓慢的动力学和稳定的热力学性能严重阻碍了其应用。针对该问题，我校材料科学与工程学院朱云峰和李李泉教授团队在江苏省优势学科和江苏省协同创新中心等平台的大力支持下，率先提出通过氢化燃烧合成+机械球磨(Hydriding Combustion Synthesis and Mechanical Milling, HCS+MM) 技术改善镁基储氢材料的性能。相关工作已发表于J. Mater. Chem. A (2016, 4, 2560-2570), Chem. Comm. (2015, 51, 2368-2371; 2014, 50, 6641-6644; 2012, 48, 5509-5511)等国际知名期刊。

近期，该团队针对Mg₂NiH₄制备过程中因合金化元素较大的熔点差异易产生偏析或非化学计量、纳米级金属或金属间化合物暴露在空气中易因表面毒化而受到污染、以及材料吸放氢过程中易团聚和粉化等问题，原创性的将表面包覆有3 nm超薄MgO膜的Mg₂NiH₄纳米单晶颗粒原位镶嵌于石墨烯纳米片上，该MgO薄膜具有优异的气体选择透过性和超高的结构稳定性。在MgO薄膜和基体石墨烯纳米片的共同作用下，Mg₂NiH₄纳米颗粒的团聚、粉化和烧结等现象被有效遏制，使得其在吸放氢反应过程中具有超高的结构稳定性和储氢活性。该研究提供了在不使用任何表面修饰剂的情况下，对高活性纳米材料进行单个颗粒尺度上的原位改性新思路。同时，提高了我们对气固合成技术在小尺寸、高分散、高活性和高结构稳定性纳米金属或金属氢化物材料制备方面的认识，并对其在光学、电学、磁学以及能源相关领域的材料设计和性能调控提供机遇。相关工作发表在材料领域国际Top期刊《先进材料》 (Advanced Materials, IF=18.96) : Metal Hydride Nanoparticles with Ultrahigh Structural Stability and Hydrogen Storage Activity Derived from Microencapsulated Nanoconfinement (Adv. Mater. 2017, DOI: 10.1002/adma.201700760.http://dx.doi.org/10.1002/adma.201700760)。（张纪光博士生：第一作者；朱云峰，李李泉：共同通讯作者）