Electrochemical Charging of MAX Phases and Their Hydrogen Storage Mechanisms
Source abstract
Abstract
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide MAX phases, layered ternary transition metal carbides/nitrides, are proposed as solid-state hydrogen storage materials offering tunable intrinsic trapping sites owing to their unique atomically layered structure; however, experimental validation remains limited. Here, we present a systematic investigation of electrochemical hydrogen charging in Ti 2 AlC and Ti 3 AlC 2, revealing that the hydrogen storage behavior correlates to the different ratios of metal/carbide layers. Thermal desorption spectroscopy (TDS) and cyclic voltammetry (CV) measurements revealed two distinct hydrogen desorption peaks, associated with intermediate and deep trapping sites. Notably, Ti 2 AlC stored ∼60% in intermediate traps and ∼40% in deep traps, while Ti 3 AlC 2 showed the opposite trend. Density functional theory (DFT) calculations verify that the intermediate and deep trapping sites correspond to interstitials in the Ti–Al layer and carbon vacancies in the Ti–C layer, respectively. These findings provide insight into the layered-dependent hydrogen trapping, retention, and release in MAX phases, opening new pathways toward trap-engineered hydrogen storage in layered materials.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: MXene and MAX Phase Materials · Hydrogen Storage and Materials · Ammonia Synthesis and Nitrogen Reduction
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Max Planck Institute for Sustainable Materials, Max-Planck-Straße 1, 40237 Düsseldorf, Germany
Materials Chemistry, RWTH Aachen University, Kopernikusstraße 10, 52074 Aachen, Germany
Université de Rouen Normandie, CNRS, INSA Rouen Normandie, Groupe de Physique des Matériaux UMR 6634
Department of Materials Science and Engineering
Tel Aviv University
Funding
Bundesministerium für Bildung und Forschung · Alexander von Humboldt-Stiftung
References (82)
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