H2 Plasma Reducing Ni Nanoparticles for Superior Catalysis on Hydrogen Sorption of MgH2
Source abstract
Abstract
Highly fine, dispersive, and active catalysts are essential for lowering the operating temperature of MgH2, a promising high-capacity material for solid-state hydrogen storage. In this work, ultrafine Ni nanoparticles (2–6 nm) are synthesized from the precursor nickel acetylacetonate (C10H14NiO4) on the surface of MgH2 by H2 plasma reduction process, followed by further ball milling. The obtained composite could rapidly release more than 6.5 wt % H within 10 min at 275 °C. Even at a low temperature of 225 °C, up to 6 wt % H could be desorbed. The MgH2–Ni composite also exhibits excellent low-temperature hydrogenation kinetics and almost no capacity degradation over nine hydrogenation/dehydrogenation cycles. The significant improvement in the hydrogen-storage properties is attributed to the in situ formation of ultrafine and stable Mg2NiH0.3 nanocrystals during cycling. This work provides a convenient approach to synthesize ultrafine metal nanoparticles for catalytic applications in the field of high energy storage density hydride materials.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Hydrogen Storage and Materials · Ammonia Synthesis and Nitrogen Reduction · Hybrid Renewable Energy Systems
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
School of Materials Science and Engineering and Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Energy Storage Materials, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
Funding
Ministry of Science and Technology of the People's Republic of China · National Natural Science Foundation of China
References (65)
Show source-provided references
1. 10.1038/natrevmats.2016.9110.1038/natrevmats.2016.91 ↗
2. 10.1002/adma.20190275710.1002/adma.201902757 ↗
3. 10.1016/j.rser.2015.12.23910.1016/j.rser.2015.12.239 ↗
4. 10.1038/natrevmats.2016.5910.1038/natrevmats.2016.59 ↗
5. 10.1007/s00339-016-9602-010.1007/s00339-016-9602-0 ↗
6. 10.3390/app808137510.3390/app8081375 ↗
7. 10.1016/j.pmatsci.2017.03.00110.1016/j.pmatsci.2017.03.001 ↗
8. 10.1016/s0360-3199(99)00057-910.1016/s0360-3199(99)00057-9 ↗
9. 10.1016/j.jma.2018.12.00110.1016/j.jma.2018.12.001 ↗
10. 10.1016/j.jallcom.2015.10.09010.1016/j.jallcom.2015.10.090 ↗
11. 10.1016/j.ijhydene.2013.02.07510.1016/j.ijhydene.2013.02.075 ↗
12. 10.1016/j.jma.2020.04.00210.1016/j.jma.2020.04.002 ↗
13. 10.1016/j.ijhydene.2013.05.14910.1016/j.ijhydene.2013.05.149 ↗
14. 10.1021/acs.jpcc.8b0216210.1021/acs.jpcc.8b02162 ↗
15. 10.1039/c8ra02168f10.1039/c8ra02168f ↗
16. 10.1016/j.ijhydene.2018.04.19110.1016/j.ijhydene.2018.04.191 ↗
17. 10.1016/j.ijhydene.2018.02.15110.1016/j.ijhydene.2018.02.151 ↗
18. 10.1021/ja906340u10.1021/ja906340u ↗
19. 10.1016/j.ijhydene.2017.06.13010.1016/j.ijhydene.2017.06.130 ↗
20. 10.1016/j.ijhydene.2016.12.07210.1016/j.ijhydene.2016.12.072 ↗
21. 10.1016/j.jma.2021.03.01310.1016/j.jma.2021.03.013 ↗
22. 10.1016/j.jma.2021.08.01910.1016/j.jma.2021.08.019 ↗
23. 10.1016/j.ijhydene.2012.11.07310.1016/j.ijhydene.2012.11.073 ↗
24. 10.1016/j.ijhydene.2018.05.09110.1016/j.ijhydene.2018.05.091 ↗
25. 10.1002/adma.20150200510.1002/adma.201502005 ↗
26. 10.1016/j.jma.2019.06.00610.1016/j.jma.2019.06.006 ↗
27. 10.1016/j.jma.2020.09.02710.1016/j.jma.2020.09.027 ↗
28. 10.1016/j.jechem.2017.10.02010.1016/j.jechem.2017.10.020 ↗
29. 10.1016/j.ijhydene.2018.10.21610.1016/j.ijhydene.2018.10.216 ↗
30. 10.1016/j.ijhydene.2008.01.04310.1016/j.ijhydene.2008.01.043 ↗
31. 10.1016/s0925-8388(01)01173-210.1016/s0925-8388(01)01173-2 ↗
32. 10.1016/j.jpowsour.2018.07.07210.1016/j.jpowsour.2018.07.072 ↗
33. 10.1016/j.jallcom.2005.05.03710.1016/j.jallcom.2005.05.037 ↗
34. 10.1016/j.nanoen.2014.06.02610.1016/j.nanoen.2014.06.026 ↗
35. 10.1016/j.ijhydene.2019.01.28510.1016/j.ijhydene.2019.01.285 ↗
36. 10.1016/j.jma.2021.03.01410.1016/j.jma.2021.03.014 ↗
37. 10.1016/j.ijhydene.2017.07.09910.1016/j.ijhydene.2017.07.099 ↗
38. 10.1016/j.jallcom.2014.12.10210.1016/j.jallcom.2014.12.102 ↗
39. 10.1016/j.matchemphys.2015.12.02110.1016/j.matchemphys.2015.12.021 ↗
40. 10.1016/j.jma.2021.03.03010.1016/j.jma.2021.03.030 ↗
41. 10.1016/j.jallcom.2021.16263510.1016/j.jallcom.2021.162635 ↗
42. 10.1021/acsnano.1c0834310.1021/acsnano.1c08343 ↗
43. 10.1021/acsami.0c2315010.1021/acsami.0c23150 ↗
44. 10.1016/j.jallcom.2019.15355310.1016/j.jallcom.2019.153553 ↗
45. 10.1021/acs.jpcc.9b1034410.1021/acs.jpcc.9b10344 ↗
46. 10.1016/j.ijhydene.2010.02.10710.1016/j.ijhydene.2010.02.107 ↗
47. 10.1016/j.energy.2014.11.00110.1016/j.energy.2014.11.001 ↗
48. 10.1016/j.ijhydene.2017.07.22010.1016/j.ijhydene.2017.07.220 ↗
49. 10.1039/d0ta12079k10.1039/d0ta12079k ↗
50. 10.1021/jp500439n10.1021/jp500439n ↗
51. 10.1021/acsami.0c1276710.1021/acsami.0c12767 ↗
52. 10.1016/j.carbon.2007.10.03310.1016/j.carbon.2007.10.033 ↗
53. 10.1016/j.jallcom.2020.15800410.1016/j.jallcom.2020.158004 ↗
54. 10.1016/j.jpowsour.2019.22700610.1016/j.jpowsour.2019.227006 ↗
55. 10.1039/c4ta00221k10.1039/c4ta00221k ↗
56. 10.1002/ppap.20160020410.1002/ppap.201600204 ↗
57. 10.1016/j.jpowsour.2012.11.01110.1016/j.jpowsour.2012.11.011 ↗
58. 10.1016/j.jpowsour.2011.07.07810.1016/j.jpowsour.2011.07.078 ↗
59. 10.1016/j.cattod.2019.02.06010.1016/j.cattod.2019.02.060 ↗
60. 10.1002/advs.20160048610.1002/advs.201600486 ↗
61. 10.1002/ppap.20170023410.1002/ppap.201700234 ↗
62. 10.1016/0040-6031(95)02466-210.1016/0040-6031(95)02466-2 ↗
63. 10.1002/adma.20170076010.1002/adma.201700760 ↗
64. 10.1016/j.ijhydene.2018.11.11810.1016/j.ijhydene.2018.11.118 ↗
65. 10.1021/acsaem.7b0026610.1021/acsaem.7b00266 ↗