非晶态鳞片状高熵硼化物含有电子陷阱，可在固态氢储存中实现高效催化作用

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：Amorphous scaly high-entropy borides with electron traps for efficient catalysis in solid-state hydrogen storage

镁氢化物与高熵硼化物复合储氢性能提升及机理研究。通过简易还原法制备无定形片状高熵硼化物（HEB）并负载于MgH?表面，协同效应与轨道杂化显著降低活化能（212.78→65.04 kJ/mol），使分解温度降至187.4°C，在21.5°C即可吸氢，75°C下50分钟充电量达5.02wt%。经30次循环后仍保持97%容量保持率。球磨过程中形成异质活性位点，通过电子陷阱效应和金属硼化物杂化轨道作用增强储氢动力学。

　　

摘要

由于过渡金属与硼元素之间的轨道杂化作用以及硼元素的电子捕获效应，过渡金属硼化物被认为是极具潜力的能源催化材料。在这项研究中，通过一种简便的还原方法设计并制备了一种含有电子捕获层的非晶态高熵硼化物（HEB），以改善氢化镁（MgH₂）的储氢性能。加入10wt% HEB后，MgH₂的脱氢起始温度降至187.4°C；此外，该复合材料表现出更优异的等温动力学性能，其活化能从（212.78 ± 3.93）kJ/mol降低到（65.04 ± 2.81）kJ/mol。另外，MgH₂ + 10wt% HEB在21.5°C时即可吸收氢气，并且在75°C下50分钟内可吸收5.02wt%的氢气。在可逆储氢容量测试中，该复合材料经过30次循环后仍能保持97%的氢气保留率及6.47wt%的储氢容量。结合微观结构分析与储氢性能，提出了相应的催化机制。球磨过程中，高熵硼化物在MgH₂表面形成了大量的异质活性位点。这些活性位点在金属硼化物的轨道杂化作用及协同效应的驱动下，显著增强了MgH₂的储氢反应。