开发富含氧空位的钙钛矿材料，以实现宽光谱响应的光热辅助光催化MgH2脱氢反应

《Advanced Energy Materials》：Developing Oxygen Vacancy Rich Perovskite for Broad-Spectrum-Responsive Photothermal Assisted Photocatalytic Dehydrogenation of MgH2

MgH?储氢材料通过引入氧空位SrTiO?基钙钛矿光热催化剂，实现184.7℃下4.41wt.% H?释放及成本降低超50%。摘要分隔符：

　　

摘要

氢化镁（MgH₂）作为一种有前景的氢储存介质备受关注，但由于其较高的热力学稳定性和缓慢的脱氢动力学，其在实际应用中存在障碍。为了解决这些问题，研究人员开发了一种基于SrTiO₃的钙钛矿材料（STO-450），并在其中引入了氧空位，使其成为一种有效的光热辅助光催化剂，用于促进MgH₂的脱氢反应。实验结果表明：当光照强度为1.152 W cm^?2（相当于12倍太阳光强度）时，MgH₂-30 wt.% STO-450复合材料在184.7°C下可脱附4.41 wt.%的氢气；而在光照强度为0.576 W cm^?2（相当于6倍太阳光强度）时，该复合材料在152.2°C下可脱附2.00 wt.%的氢气。原位XPS、fs-TAS和DFT分析表明，氧空位起到了电子捕获的作用，延长了载流子的寿命，并促进了MgH₂/STO-450异质界面处的电荷传递方向性。这种界面电荷调制显著加快了脱氢反应的动力学过程。与传统热能储存方法相比，该技术的氢气生产成本降低了50%以上。这项研究为降低长距离氢气运输和高压储存设施的能源成本提供了实用策略。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。