Ru修饰NiFe2O4/NiO异质结高效碱性析氢催化剂的开发与性能研究

为应对化石燃料污染及氢能存储难题，研究人员通过声化学法成功制备Lu2CrMnO6/g-C3N4（LCMO/g-C3N4）纳米复合材料，其电化学储氢容量达494.72 mAhg?1（1 mA，15次循环），揭示了双钙钛矿与氮化碳协同提升储氢性能的机制，为清洁能源存储提供新策略。

　　

随着全球对化石燃料的过度依赖导致的环境污染和气候变化问题日益严峻，寻找可替代的清洁能源已成为当务之急。氢能因其高热值、可再生性和零污染特性被视为理想解决方案，但其存储技术始终是制约发展的瓶颈。传统压缩或液态储氢存在安全性差、能耗高等缺陷，而电化学固态储氢虽具潜力，却因材料性能不足难以实用化。在这一背景下，伊朗卡尚大学（University of Kashan）的研究团队创新性地将双钙钛矿材料与石墨相氮化碳结合，开发出高性能储氢纳米复合材料，相关成果发表于《International Journal of Hydrogen Energy》。

研究团队采用声化学法这一高效纳米合成技术，通过调控超声功率、反应时间和碱性溶液体系，制备出具有多孔网络结构的Lu₂CrMnO₆（LCMO）双钙钛矿纳米颗粒。关键实验技术包括：X射线衍射（XRD）分析晶体结构、场发射扫描电镜（FE-SEM）观测形貌、比表面积测试（BET）表征孔隙率，以及循环伏安法等电化学性能测试。

材料与表征
通过对比不同碱性条件（TEPA/TETA/en）和超声参数制备的样品，XRD证实LCMO具有与Y₂CrMnO₆相似的双钙钛矿结构，FE-SEM显示其形成均匀多孔纳米结构，BET测得高比表面积为离子传输提供丰富通道。

电化学性能
将最优LCMO与g-C₃N₄复合后，复合材料在1 mA恒定电流下展现494.72 mAhg^?1的储氢容量，远优于单纯LCMO（275 mAhg^?1）和传统溶胶-凝胶法样品。氮化碳的引入通过其富氮结构提供更多活性位点，加速电荷转移并稳定循环过程。

结论与意义
该研究首次证实声化学法制备的LCMO/g-C₃N₄纳米复合材料可通过协同效应显著提升储氢性能：双钙钛矿骨架保障结构稳定性，g-C₃N₄的导电网络促进电子传输，多级孔隙优化离子扩散路径。这一成果不仅为设计新型储氢材料提供理论依据，其温和的声化学合成路线更具工业化应用潜力，对推动氢能经济转型具有重要实践价值。研究同时指出，未来需进一步探索材料在真实燃料电池环境中的长期稳定性，以及大规模生产的工艺优化。