克日，，，，j9九游会质料学院罗群教授和重庆大学李谦教授团队在Nature子刊《Nature Communications》揭晓主要研究“Selective NdH₂ exposure enhances hydrogen storage capability of Mg-Mg₂Ni nanocomposites over 3700 cycles”，，，，围绕镁基储氢质料循环寿命短和放氢温度高的要害手艺瓶颈。。。。立异性提出NdH₂纳米颗粒选择性袒露于Mg-Mg₂Ni质料外貌的调控战略，，，，外貌选择性袒露的NdH₂兼具催化与结构稳固的双重功效，，，，乐成实现了在凌驾3700次循环中仍坚持稳固的储氢能力和反映动力学，，，，该研究突破镁基质料循环稳固性差的瓶颈，，，，为高性能储氢质料开发提供了新思绪。。。。其中，，，，j9九游会博士生孙璇为论文的第一作者，，，，通讯作者为j9九游会罗群教授和重庆大学鲁杨帆教授、李建波教授及李谦教授。。。。

镁基储氢质料因储氢容量高(7.6 wt.%H₂)、资源富厚和本钱低而备受关注，，，，却恒久面临放氢温度高和循环性能差的难题。。。。镁储氢为气固相反映，，，，涉及吸附、解离、扩散和形核。。。。Mg-Ni-RE合金系统活化后原位剖析天生Mg、Mg₂Ni和REH_x纳米颗粒。。。。其中，，，，REH_x和Mg₂Ni纳米催化相可显著提升其性能。。。。然而，，，，该系统面临两浩劫题：一是多相形貌难以控制，，，，导致镁与催化相界面接触不良；；二是高镁含量（≥80 at.%）使镁颗粒直接接触，，，，引发颗粒粗化。。。。这些问题造成反映势垒高和氢扩散距离长，，，，导致容量和动力学衰减。。。。怎样在坚持高容量的同时实现长循环（>1500次）与低温放氢，，，，仍是重大挑战。。。。现有系统中大宗REH_x颗粒形成于复合质料内部，，，，对动力学、尺寸和形态控制孝顺有限。。。。因此，，，，亟需使REH_x位点选择性漫衍于Mg-Mg₂Ni外貌。。。。而古板球磨通常导致催化剂随机、亚稳态疏散，，，，界面不稳固，，，，易粗化失活。。。。

针对这一科学问题和手艺瓶颈，，，，该团队以Mg-Ni-Nd合金为研究工具，，，，通过可扩展的热挤压工艺制备因素和组织高度匀称的Mg-Ni-Nd合金，，，，该合金经氢致原位剖析形成了匀称的Mg-Mg₂Ni-NdH₂纳米复合质料。。。。研究证实，，，，质料在吸放氢中通过优先在新生裂纹外貌和界面袒露出低外貌能的NdH₂纳米颗粒，，，，实现其匀称漫衍在Mg-Mg₂Ni质料外貌（NdH₂@Mg-Mg₂Ni）。。。。选择性袒露的NdH₂兼具催化与结构稳固的双重功效。。。。NdH₂纳米颗粒不但作为H₂吸附与解离的催化活性位点，，，，还充当钉扎位点和；；げ，，，，阻止了高温循环中Mg颗粒粗化和氧化，，，，从而有助于循环中质料形态和化学稳固性的维持。。。。

得益于外貌选择性袒露NdH₂的双重作用，，，，NdH₂@Mg-Mg₂Ni复合质料在储氢性能上实现了多项提升。。。。实验数据显示，，，，氢化NdH₂@Mg-Mg₂Ni质料起始放氢温度为176.2 °C，，，，在中温180 °C能够释放5.1 wt.% H₂。。。。260 °C下放氢速率达1.06 wt.%·min^-1，，，，是已报道Mg-Ni-RE合金系统和MgH₂+催化剂复合质料的约2-4.5倍。。。。更主要的是，，，，该质料展现出了凌驾3700次的循环寿命，，，，循环3000次后容量仍有4.50 wt.%，，，，容量保存率大于87%，，，，较已报道纯MgH₂、Mg-Fe、Mg-Ni-RE以及金属/碳催化剂掺杂的MgH₂系统的循环寿命提高了2.5-10倍。。。。NdH₂@Mg-Mg₂Ni质料兼具超3700次稳固循环与中温快速放氢的优异性能，，，，使其成为适用储氢领域的有力候选质料，，，，攻克了镁基储氢质料恒久保存的循环寿命短与操作温度高的“临门一脚”难题。。。。

这项研究不但破解了镁基储氢质料放氢温度高和循环稳固性差的双重问题，，，，研究效果为使用工业中低品位废热（150–250?°C）驱动氢冶金、钢铁制造及工业副产氢等场景中的氢储运提供了切实可行的质料方案。。。。同时，，，，鉴于该要领在调理多相漫衍和形态方面的经济性和有用性，，，，本研究要领可推广至其他多组分镁基合金（如Mg-TM和Mg-Ni-RE），，，，从而战胜了高性能与可规；；票钢浜憔帽４娴娜ê夤叵，，，，为高性能镁基储氢材的应用提供了坚实支持。。。。

图1. NdH₂@Mg-Mg₂Ni质料放氢性能和循环稳固性及NdH₂纳米颗粒选择性袒露于粉末外貌的示意图