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氢能源发展的主要难题集中在氢气的低成本生产、安全运输和高效利用，氢的储存和运输是实现氢能广泛应用的关键环节。Mg基储氢材料因其储氢能力强、原料充足、成本经济和环境友好等特性，被视为具有巨大商业化潜力的固态储氢材料。但是，金属Mg的高延展性给机械研磨纳米化带来了挑战，同时其吸脱氢反应速度慢也限制了其商业化进程。此外，经过纳米化处理的镁基材料表面活性增强，容易发生水解和氧化反应，导致其循环性能下降，进一步限制了其在实际应用中的推广。
面对这些挑战，重庆大学鲁杨帆教授领导的科研团队提出了一种创新的策略，即通过溶剂介导的部分离子化来调控，并通过综合实验和理论计算，阐明了溶剂吸附如何影响镁基合金的表面电子结构和机械性能。他们还采用了聚合物表面包覆技术，不仅提高了材料的纳米化效率，也增强了其储氢性能。这项研究成果为制备具有高延展性的固态储氢材料纳米颗粒提供了一种成本效益高且可扩展的有效方法。
图 1 展示了溶剂辅助机械纳米化过程的机制图。
在低温动力学和长期循环稳定性方面取得了显著进展。
在低温条件下，对脱氢反应动力学特性的探究
在240℃至300℃的温度范围内，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）不同包覆比例（0、0.1、0.5wt.%）的样品脱氢动力学曲线，以及基于JMAK模型的Arrhenius方程拟合结果如图2展示。经过纳米化处理的Mg87.5Ni5.5Y7合金在低温下显示出显著的脱氢动力学特性。
在300℃的温度条件下，短短3分钟内就能释放出5.15%的氢气，占到了理论最大释放量的95%，且平均脱氢速度为1.71%每分钟。
在240℃的温度条件下，样品在15分钟内的脱氢量可达到4.85 wt.%，并且在17分钟内能够完成整个脱氢过程，其脱氢速率平均每分钟为0.46 wt.%。
通过 Arrhenius 拟合分析，该材料的表观脱氢活化能为69.9 kJ·mol-1，相较于块状 MgH2 的158.0 kJ·mol-1，降低了超过55%，显著克服了镁基材料在低温条件下脱氢的动力学限制。
图2 展示了等温脱氢动力学和活化能数据图。
耐久性循环性能测试
循环稳定性对于镁基储氢材料的实际应用至关重要，材料在300℃下经过500次的吸放氢循环测试，其结果在图3中得到了展示。
未经PMMA处理的样品，初始储氢能力为4.86 wt.%，经过500次循环后，储氢能力维持在4.52 wt.%，显示出的循环稳定性。
0.1 wt.% PMMA 覆盖的样品，在经过500次循环后，其储氢性能和动力学特性均未出现明显下降，储氢容量的保持率接近100%，这一表现显著优于多数已报道的镁基储氢材料。
微观结构分析显示，PMMA 涂层能显著限制循环过程中颗粒的增大和烧结现象，确保材料在经过多次循环后依然维持纳米级颗粒结构，从而成为其出色循环稳定性的关键因素。
图3展示了未包覆和0.1 wt.% PMMA包覆的Mg87.5Ni5.5Y7纳米颗粒的循环稳定性。
国仪量子的H-Sorb 4600PCT Pro设备，专门设计用于高压储氢吸附的测量。
储氢吸附分析仪能够对材料在多样的温度和高压条件下的氢气吸附与释放行为进行检测，准确评估材料的吸氢温度和压力、吸附氢量、吸附速率等关键储氢性能指标。
产品优势：
实验结果具有高度一致性，LaNi5材料的吸附量误差控制在±1%以内。
钴合金高压气动阀门能够承受超过50000次的长期吸脱附循环测试。
对于各类项目（包括PCT、动力学、循环测试和TPA/TPD），我们提供全自动化的连续测试组合方案。
快速的温度和压力调节，搭配自动化连续操作，使得整体测试效率提高了40%。
提供定制化的大型测试系统服务，涵盖20g至1000g的重量范围，以及集成原位XRD和质谱分析的联用系统。
智能科研助手，提供数据问题解答及测试性能分析辅助。
全流程吸附脱附温度变化测试（PCT、动力学、循环）
全自动连续多温测试（PCT、Kinetics）
近期支持的成果展示
1. 溶剂介导的部分离子性增强了基于镁的氢储存合金的机械纳米尺寸效应。《自然通讯》（2026年）
2.一项创新的碳诱导孔隙机制，提升了镁氢化物的循环稳定性。《镁合金杂志》（2025年）
3. 研究了钇元素添加对Ti-Zr-Mn-Cr-Fe合金储氢性能的影响。《合金与化合物杂志》（2026年）
4. 研究了镍掺杂对球磨钕镁合金储氢动力学和热力学特性的影响。《合金与化合物杂志》（2025年）
5. 优异的吸/放氢动力学性能和循环稳定性：Mg-CeAl3@CeH2纳米复合材料。合金与化合物杂志（2025年）
6. 掺杂引起的SmCo5永磁体氢化抗力和结构稳定性提升：理论及实验综合研究。《合金与化合物杂志》（2026年）
7. Overcoming kinetic and thermodynamic limitations: The combined effect of CeO2, Ni, and reduced graphene oxide (rGO) as a catalyst significantly improves the hydrogen storage capabilities of MgH2. This study was published in the Journal of Alloys and Compounds in 2026.
8. 镁铝体系中结构与相变的研究及其对降低氢气脱附温度的影响。《氢能》杂志（2025年）
9. A transparent artificial intelligence model for forecasting hydrogen storage potential within Ti-Zr-Mn-Cr-V multi-component alloys, with an emphasis on the role of the average valence electrons. Journal of Energy Storage（2026）
10. Comprehensive management approach to boost the hydrogen storage efficiency in non-activated Mg8Ni-TiO2/MnO2 mixtures. Journal of Energy Chemistry（2025）
11. 纳米尺度对硫腐蚀产物自燃的影响：以中孔为主导的氧吸附与活化机制。Fuel（2026）
12. 孔隙结构调整与微尺度流体反应在烟煤中的CO2和废气增强煤层气回收中的作用。Fuel（2026）
13. 研究和理论分析表明，钛修饰的六方氮化硼在氢气储存性能方面表现出色。《应用表面科学》杂志（2026年）
14. 一项研究开发了一种基于铜的甲醇蒸汽重整催化剂，该催化剂由增强热传导的石墨烯氧化物和UiO-66复合金属有机框架材料支撑，用于实现长期稳定的氢气生成。该研究成果发表在《国际氢能杂志》（2025年）。
15. 精准捕获微量二氧化碳的研究，采用基于氨基酸金属有机框架材料的固定化氨基酸离子液体和超微孔技术。《分离与纯化技术》（2025年）
16. 构建基于石墨烯的分级气凝胶光催化剂，通过锰铁氧体/锌铁氧体锚定，实现Z型电子转移机制，促进可见光驱动的二氧化碳还原。《胶体与界面科学杂志》（2025年）
17. 研究了超临界CO2-H2O混合介质对煤孔隙和裂缝结构在时间尺度上的影响。《自然资源研究》杂志（2026年）
18. Research into how the cycle of freezing and thawing with liquid nitrogen impacts the likelihood of coal self-ignition. Applied Thermal Engineering（2025）
全自动吸脱附变温测试（PCT、Kinetics、Cycle）
全自动连续多温度测试（PCT、Kinetics）
近期助力成果目录
1.Solvent-mediated partial ionicity enhances mechanical nanosizing effect of Mg-based hydrogen storage alloys. Nature Communications（2026）
2.A novel carbon-induced-porosity mechanism for improved cycling stability of magnesium hydride. Journal of Magnesium and Alloys（2025）
3. Impacts of Y addition on the hydrogen storage performance of Ti-Zr-Mn-Cr-Fe alloys. Journal of Alloys and Compounds（2026）
4.Effect of Ni doping on hydrogen storage kinetics and thermodynamic properties of ball-milled Nd-Mg alloy. Journal of Alloys and Compounds（2025）
5.Superior de/hydriding kinetics and cycling stability of Mg-CeAl3@CeH2 nanocomposites. Journal of Alloys and Compounds（2025）
6.Doping-induced enhanced hydrogenation resistance and structural stability in SmCo5 permanent magnets: A combined theoretical and experimental study. Journal of Alloys and Compounds（2026）
7.Breaking kinetic and thermodynamic barriers: CeO2-Ni-rGO synergistic catalysis for comprehensively enhanced hydrogen storage performance of MgH2. Journal of Alloys and Compounds（2026）
8.Structural and Phase Evolution in the Mg-Al System Leading to Lower Hydrogen Desorption Temperature. Hydrogen（2025）
9. Interpretable machine learning framework for hydrogen storage capacity prediction in Ti-Zr-Mn-Cr-V high-entropy alloys: Influenced by valence electron average. Journal of Energy Storage（2026）
10. Dual-strategy regulation for enhancing hydrogen storage performance of non-activated Mg8Ni-TiO2/MnO2 composites. Journal of Energy Chemistry（2025）
11.Nanoscale effect of spontaneous combustion of sulfur corrosion products: Oxygen adsorption and activation mechanism dominated by mesopores. Fuel（2026）
12.Pore structure reconfiguration and microscale fluid response in bituminous coal under CO2 and flue gas-enhanced coalbed methane recovery. Fuel（2026）
13.Experimental and theoretical investigation on hydrogen storage performance of titanium decorated hexagonal boron nitride. Applied Surface Science（2026）
14. Cu-based methanol steam reforming catalyst supported by heat conduction enhanced GO+UiO-66 composite MOF material for long-term stable hydrogen production. International Journal of Hydrogen Energy（2025）
15. Selective adsorption of trace CO2 by immobilized amino acid ionic liquids with ultra-micropores based on amino MOFS. Separation and Purification Technology（2025）
16.Construction of manganese ferrite/zinc ferrite anchored graphene-based hierarchical aerogel photocatalysts following Z-scheme electron transfer for visible-light-driven carbon dioxide reduction. Journal of Colloid and Interface Science（2025）
17. Influence of scCO2-H2O Medium on the Pore and Fracture Structure of Coal at the Time Scale. Natural Resources Research（2026）
18.Study on the effect of the liquid nitrogen freeze-thaw cycle on the coal spontaneous combustion propensity. Applied Thermal Engineering（2025）
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