正文
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
在3 MPa H
2
下的TPA曲线。不同温度下MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
在3 MPa H
2
下的放氢曲线(c)和吸氢曲线(d)。不同温度下MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
AlC
3
在3 MPa H
2
下的放氢曲线(e)和再吸氢曲线(f)。(g)MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
和MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
AlC
3
在25、30和100 ºC,3 MPa H
2
下的再吸氢曲线。(h)纯MgH
2
、MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
AlC
3
和MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
的储氢性能对比图。
MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
AlC
3
样品的初始放氢温度大幅降低至180 °C,在275 °C下达到完全放氢状态。MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
AlC
3
样品的初始脱氢温度(190 °C)仅略高于MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
样品。根据吸/放氢性能测试结果可知,Mo
2
V
2
AlC
3
MAX和Mo
2
V
2
C
3
MXene都能显著降低MgH2的放氢温度,其中Mo
2
V
2
C
3
MXene的降低效果尤为显著。总的来说,MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
样品在不牺牲最大储氢容量的情况下,放氢温度最低。
放氢活化能计算:图2.
MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
、MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
AlC
3
和MgH
2
在不同温度下的恒温放氢动力学曲线(a, d, g)以及相应的JMA图(b, e, h)和Arrhenius图(c, f, i)。
根据Arrhenius和JMA方程计算出MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
和MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
AlC
3
样品的放氢活化能分别为87.7和98.1 kJ mol
-1
H
2
,比纯MgH
2
(118.0 kJ mol
-1
H
2
)分别降低了30.3和19.9 kJ mol
-1
H
2
。因此,与Mo
2
V
2
AlC
3
MAX相比,Mo
2
V
2
C
3
MXene能更有效地改善MgH
2
的放氢动力学性能。
循环性能:图3.
MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
在第 1、10、20、30、40和50次循环下的吸氢动力学曲线(a)和放氢动力学曲线(b)。(c)MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
在300 ºC下50次连续吸/放氢循环的曲线。
循环能力是评估储氢材料性能不可或缺的关键参数。图4(a、b)显示了MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
样品在第1、10、20、30、40 和 50 次循环下的吸氢和放氢动力学曲线。可以看到,MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
样品在60 s内几乎完全吸氢、且吸/放氢速度随着循环次数的增加而加快。图4(c)展示了MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3
样品的50次连续吸/放氢循环曲线。显然,MgH
2
+ 10 wt% Mo
2
V
2
C
3