Enhanced hydrogen desorption properties of magnesium hydride by coupling non-metal doping and nano-confinement

氢气储存 掺杂剂 解吸 氢化镁 材料科学 介孔材料 兴奋剂 氢化物 化学工程 密度泛函理论 无机化学 金属 化学 催化作用 物理化学 计算化学 冶金 吸附 有机化学 光电子学 工程类
作者
Daliang He,Yulong Wang,Chengzhang Wu,Qian Li,Weizhong Ding,Chenghua Sun
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:107 (24) 被引量:44
标识
DOI:10.1063/1.4938245
摘要

Magnesium hydride (MgH2) offers excellent capacity to store hydrogen, but it suffers from the high desorption temperature (>283 °C for starting release hydrogen). In this work, we calculated the hydrogen desorption energy of Mg76H152 clusters with/without non-metal dopants by density functional theory method. Phosphorus (P), as identified as the best dopant, can reduce the reaction energy for releasing one hydrogen molecule from 0.75 eV (bulk MgH2) to 0.20 eV. Inspired by the calculation, P-doped ordered mesoporous carbon (CMK-3) was synthesized by one-step method and employed as the scaffold for loading MgH2 nanoparticles, forming MgH2@P/CMK-3. Element analysis shows that phosphorus dopants have been incorporated into the CMK-3 scaffold and magnesium and phosphorus elements are well-distributed in carbon scaffold hosts. Tests of hydrogen desorption confirmed that P-doping can remarkably enhance the hydrogen release properties of nanoconfined MgH2 at low temperature, specifically ∼1.5 wt. % H2 released from MgH2@P/CMK-3 below 200 °C. This work, based on the combination of computational calculations and experimental studies, demonstrated that the combined approach of non-metal doping and nano-confinement is promising for enhancing the hydrogen desorption properties of MgH2, which provides a strategy to address the challenge of hydrogen desorption from MgH2 at mild operational conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
阿达发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
充电宝应助jscr采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
劲秉应助颖颖不吃酸采纳,获得30
3秒前
颜千琴完成签到,获得积分10
4秒前
无语的稀发布了新的文献求助10
5秒前
qzj发布了新的文献求助10
5秒前
snail01完成签到,获得积分10
5秒前
Jasper应助日月采纳,获得10
5秒前
科研通AI5应助卿佑采纳,获得80
5秒前
123发布了新的文献求助10
6秒前
司空豁发布了新的文献求助10
6秒前
我不爱池鱼完成签到,获得积分0
7秒前
10秒前
无语的稀完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
毛毛弟发布了新的文献求助10
11秒前
13秒前
15秒前
15秒前
望北发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
16秒前
fighting发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI5应助日月采纳,获得10
16秒前
大模型应助Wfmmm采纳,获得10
17秒前
17秒前
顾矜应助吹啊采纳,获得10
18秒前
18秒前
SUIJI发布了新的文献求助10
18秒前
思源应助从容绮彤采纳,获得10
19秒前
19秒前
novia完成签到,获得积分10
19秒前
mange完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
999发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
IZELTABART TAPATANSINE 500
Where and how to use plate heat exchangers 450
Seven new species of the Palaearctic Lauxaniidae and Asteiidae (Diptera) 400
Handbook of Laboratory Animal Science 300
Fundamentals of Medical Device Regulations, Fifth Edition(e-book) 300
Not Equal : Towards an International Law of Finance 260
Beginners Guide To Clinical Medicine (Pb 2020): A Systematic Guide To Clinical Medicine, Two-Vol Set 250
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3710998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3259744
关于积分的说明 9910270
捐赠科研通 2972912
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1630226
邀请新用户注册赠送积分活动 773222
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 744225