四氯化鋯(ZrCl4)是提高MgH2-Mg系統(tǒng)的可逆儲氫性能的最佳催化劑之一。ZrCl4催化的MgH2顯示出明顯的活化能量顯著降低,從而改善脫氫和再氫動力學。
廣島大學的Sanjay Kumar 和T.Ichikawa 的團隊在國際氫能雜志(International Journal of Hydrogen Energy)上發(fā)表題為“ZrCl4對MgH2進行表面修改以調整其可逆儲氫性能(Surface modification of MgH2 by ZrCl4 to tailor the reversible hydrogen storage performance)”的論文。文中探討了氯基催化劑ZrCl4對MgH2的脫氫和再氫動力學的有效性。發(fā)現(xiàn)只要1mol.% ZrCl4就可顯著降低MgH2的脫氫溫度,并在標準氫壓、甚至低于室溫下激活脫氫MgH2至再氫。X射線光電子能譜(XPS)分析揭示了與MgH2一起球磨后,ZrCl4的化學狀態(tài)為ZrCl3和金屬 Zr。原位成型的ZrCl3和金屬Zr對MgH2的催化作用良好,總體上大大降低了脫氫和再氫的溫度。掃描電子微結構分析揭示了催化劑在球磨過程中降低MgH2晶體尺寸的卓越晶粒細化性能。晶體尺寸減小減少了氫氣的擴散路徑長度,增加了MgH2-Mg的活性表面積,最終增強了脫氫和再氫生動力學。
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