报告题目:

大科学装置表征技术在镁基储氢材料研究中的应用

报告人:

马哲文

所在单位:

兰州理工大学

报告人简介:

汉族，中共党员，陕西蒲城人。2022年12月毕业于上海交通大学材料科学与工程学院并获得工学博士学位。2021年3月-2023年5月于北京大学深圳研究生院新材料学院从事博士后研究工作。主要从事新能源镁基储氢材料制备改性以及先进表征技术研究，作为骨干参与多项国家自然科学基金面上，“十三五”国家重点研发计划以及材料基因组大科学装置平台（高分辨高通量中子粉末衍射谱仪）建设项目。目前以第一作者或通讯作者在Energy Storage Materials、Chemical Engineering Journal、Journal of Materials Science &Techenology、ACS Applied Materials & Interfaces、International Journal of Hydrogen Energy、等国内外知名期刊发表高水平SCI论文十余篇。

报告摘要:

氢能作为21世纪最具发展潜力的清洁能源，储氢材料反应机理等关键基础科学问题尚需深入研究。本工作制备了纳米超细Mg(In)固溶体颗粒，并系统地评价了其吸放氘性能。反应焓变以及脱氘温度的降低证明Mg-In-D体系的热力学失稳和动力学增强同时实现。随后通过原位同步X射线衍射（ISXRD）结合中子粉末衍射（NPD）技术和密度泛函理论（DFT）计算，首次明确证实了在脱氘（DR）过程中，以铟扩散为主的相变反应是MgD2和Mg-In金属间化合物向Mg基固溶体演化的重要驱动力。ISXRD结果明确了基体储氘材料失稳触发了铟-扩散主导的脱氘反应的发生。在中子衍射实验的帮助下发现，MgD2中溶解的铟有效地降低了D原子反应中的迁移能垒，稳定了晶格结构，抑制了Mg-D键的收缩，从而使Mg-In体系的热力学和动力学性能都得到了显著的改善。同步X射线与中子衍射先进表征方法相结合，为从实时相变和晶体结构演变的角度研究释氢（氘）机制提供了一种高效的策略。