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a片 李立清教授课题组在《Advanced Materials》发表最新成果——协同双杂原子掺杂超级活性碳通过Mg-F轨道杂化实现创纪录高容量储氢

发布时间:2025-10-15    浏览次数:


近日,a片 李立清教授课题组在国际学术顶刊《Advanced MaterialsIF= 28.9)上发表了题为《协同双杂原子掺杂超级活性碳通过Mg-F轨道杂化实现创纪录高容量储氢》(Synergistic Dual Heteroatom-Engineered Superactivated Carbon Unlocks Record-High Hydrogen Storage via Mg-F Orbital HybridizationDOI: 10.1002/adma.202509511)的研究论文。李立清教授、澳大利亚阿德莱德大学Shaobin Wang教授、曾政副教授、徐翔讲师为共同通讯作者,a片 23级博士生田景旭为第一作者,a片 为第一署名单位和通讯单位。

随着全球能源结构向清洁低碳转型,氢能作为高效、绿色的能源载体备受关注。然而,氢气的安全高效存储仍是制约其规模化应用的瓶颈之一。传统储氢材料存在容量低、循环稳定性差等问题,亟需开发新型高性能储氢材料。

李立清教授课题组提出了一种表面功能化策略,通过配位结构调控,成功构建了具有优异储氢性能的生物质衍生多孔碳材料。以烟草茎为前驱体,合成的Mg-F@C材料在77 K1 bar条件下实现了4.2 wt%的储氢容量,在50 bar条件下达到9.7 wt%,创下同类材料新高。多尺度分析表明,该材料的吸附机制主要由Mg活性位点的轨道相互作用主导,H2的电子转移源于Mg 2p与不饱和3s轨道的杂化,诱导H2电子云定向极化,耦合分级孔结构(比表面积达3500 m2 g-1)共同增强吸附能力。研究科学解析了从静态电子构型与吸附之间的构效关系。变压循环测试表明材料在循环过程中结构更稳定。该方法具备良好的通用性与应用前景。

该研究工作得到了国家重点研发计划(2024YFC3712100)、国家自然科学基金(2257851022505297)、长沙市自然科学基金(kg2502065)及a片 研究生创新项目(2025ZZTS0322)的资助,标志着a片 在氢能存储材料领域取得重要突破,有力推动了a片 在双一流建设中的学科影响力与国际学术声誉提升。


(一审:李立清 二审:罗雨蕾 三审:李海龙)