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High Entropy Alloy Catalytic Action on MgH2 Hydrogen Storage Materials

氢气储存 催化作用 氢化镁 解吸 合金 动力学 氢化物 材料科学 化学工程 无机化学 化学 物理化学 冶金 有机化学 吸附 工程类 物理 量子力学
作者
Satish Verma,Shashank Mishra,N.K. Mukhopadhyay,Thakur Prasad Yadav
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2307.12240
摘要

Magnesium hydride (MgH2) is the mostly used material for solid-state hydrogen storage. However, their slow kinetics and highly unfavorable thermodynamics make them unsuitable for the practical applications. The current study describes the unusual catalytic action of a new class of catalyst, a high-entropy alloy (HEA) of Al20Cr16Mn16Fe16Co16Ni16, on the de/re-hydrogenation properties of MgH2. The onset desorption temperature of MgH2 is reduced significantly from 376 {\deg}C (for pristine MgH2) to 338 degC when it is catalyzed with a HEA-based catalyst. On the other hand, a fast de/re-hydrogenation kinetics of MgH2 was observed during the addition of HEA-based catalyst. It ab sorbs 6.1 wt% of hydrogen in just 2 minutes at a temperature of 300 degC under 10 atm hydrogen pressure and desorbs ~ 5.4 wt% within 40 minutes. At moderate temperatures and low pressure, the HEA-based catalyst reduced desorption temperatures and improved re-hydrogenation kinetics. Even after 25 cycles of de/re-hydrogenation, the storage capacity of MgH2 catalyzed with the leached version of HEA degrades negligibly.
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