多组分Mg90La2Ce2Ni3Al3-xBax合金的Ba掺杂优化：协同催化与氢存储性能提升

本文通过设计多组分Mg基合金（含La/Ce/Ni/Al/Ba），系统研究了Ba掺杂对微观结构及氢存储性能的影响。研究发现Mg17Ba2相可逆转化为Ba2Mg7H18/Ba2MgH6，协同LaH3、CeH2.73和AlNi相形成多重相界，显著提升MgH2/Mg的吸放氢动力学（JMAK模型验证）并降低脱氢活化能。

　　

Highlight

Ba掺杂诱导的Mg₁₇Ba₂相在氢化过程中发生可逆反应：Ba₂Mg₇H₁₈ ? Ba₂MgH₆，与MgH₂/Mg主反应协同进行。LaH₃、CeH_2.73及AlNi相共同构建的"氢泵"网络，为氢原子扩散提供通道（相界密度提升300%）。

Microstructure characterization

XRD显示合金呈现多相结构：Mg主相与La₂Mg₁₇、CeMg₁₂、AlNi及Mg₁₇Ba₂次相共存。Ba_0.6样品中Mg₁₇Ba₂衍射峰强度最高，对应最优氢存储性能。

Conclusions

Ba的引入使脱氢峰值温度降低40°C，JMAK模型证实其加速MgH₂成核（Avrami指数n=1.8）。La/Ce/Ba多组分协同效应使合金在3次循环后仍保持4.2 wt%可逆储氢容量。