将酸性腐蚀与脆化转化为氢捕获笼
材料科学
2026-01-07 v5 化学物理
摘要
氢能经济的愿景要求高效的平台来弥合可持续质子来源与固态氢载体之间的差距。金属氢化物作为关键载体，但其合成受限于高压H₂的能源密集型使用，这会使氢链断裂。本文通过将两种经典降解机制——酸性腐蚀和氢脆化——转化为建设性材料设计策略，颠覆了这一范式。我们展示了在酸性环境中对这些过程的协同控制，即可现场工程出一种“氢捕获笼”(HTC)微观结构。该笼由致密的缺陷网络构成，直接在温和条件下捕获并稳定质子作为氢化物，依据通用准则 |DeltaPeq| > DeltaPph。通过该平台，我们合成了20多种氢化物，包括挑战性的LiH和NaH，并以笼富钛合金电催化剂展示了其功能功效。该催化剂实现了1.07安培每平方厘米的稀释硝酸盐至氨转化电流密度，归因于工程化笼内的快速H⁻传递。本工作建立了一种变革性的“从失败到功能”范式，提供了一个统一的平台，集成了氢捕获、稳定与转换。
引用
@article{arxiv.2506.05481,
title = {Transforming Acidic Corrosion and Embrittlement into a Hydrogen-Trapping Cage},
author = {Ankang Chen and Jiewen Liu and Zihao Huo and Chuang Liu and Yongming Sui and Xuan Liu and Qingkun Yuan and Yan Li and Guangtong Wang and Bao Yuan and Defang Duan and Gang Liu and Bo Zou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.05481},
year = {2026}
}