上海交通大学邹建新教授团队引入钒基氧化物催化剂，有效提升镁基固态储氢经济性

鉴于化石燃料的逐渐消耗和全球气候变暖的紧迫性，寻找绿色、洁净、高效的能源变得尤为重要。在此背景下，氢气以其高度的能源密度和环保特性，被视为替代化石燃料的理想选择。为了推动氢经济的发展，安全且高效的储氢技术显得尤为关键。

相较于传统的压缩氢气和低温液态氢储存技术，固态储氢被认为是一种更为安全、高效的方式。氢化镁（MgH2）作为最具潜力的固态储氢材料之一，因其丰富的元素资源、高储氢容量、良好的可逆性以及无毒性等优势，备受关注。然而，MgH2相对较高的工作温度限制了其在汽车或固定储氢领域的大规模商业应用。

引入具有独特三维电子结构的过渡金属基催化剂，被认为是优化MgH2储氢动力学的有效手段。钒（V）及其氧化物由于其多价性和高催化活性，常被用作MgH2的催化剂。然而，由于金属钒具有较高的延展性和相对较低的活性，钒基氧化物在实际应用中的前景更为广阔。

具有层状结构的层状V2O5是提升MgH2/Mg储氢性能的有前景的催化剂之一，但由于V2O5和MgH2之间的接触不充分，其催化能力受到限制。

针对这一问题，上海交通大学邹建新博士领导的研究团队采用溶剂热法加氢制备了含有丰富氧空位的超薄氢化V2O5纳米片，并将其作为催化剂，旨在大幅提高MgH2的储氢性能。

这项研究成果已发表在《纳米微快报》期刊上。

MgH2-H-V2O5复合材料展现出卓越的储氢性能，包括较低的解吸温度（Tonset = 185°C）、快速的解吸动力学（Ea = 84.55 kJ mol−1 H2用于解吸）和长期循环稳定性（ 100 次循环后容量保持率高达 99%）。尤其值得一提的是，MgH2-H-V2O5复合材料在室温下表现出优异的吸氢性能，在30℃下60分钟内吸氢容量达到2.38wt%。

邹博士团队合成的H-V2O5纳米片具有独特的二维结构和丰富的氧空位，能够在反应过程中原位形成V/VH2，这些都有助于增强MgH2的储氢性能。

通过运用溶剂热方法构建独特的各向异性层状结构，形成高度暴露的表面，从而为氢/电子扩散提供更多的活性位点和路径，进而提升储氢性能。此外，至关重要的是，氧空位的存在加速了电子转移，激发了VH2/V的“氢泵”效应，促进了VH2和MgH2的脱氢，并降低了氢解离和重组的能垒。

将氧空位缺陷工程引入催化剂中，为提高MgH2的循环稳定性和动力学性能开辟了新的途径。