新闻和活动

储氢材料研究正从“能不能存”加速转向“能否在更低温度下快速、稳定地存取”。围绕这一目标，近期研究分别从复杂氢化物反应路径、MXene界面催化、超晶格结构稳定性以及MOF孔结构调控等维度展开，持续推动工作温度、反应动力学、循环寿命和体积储氢密度等关键指标提升。本文依据2026年7月文献检索结果，精选5篇发表于Nature Communications、Advanced Energy Materials和Chemical Engineering Journal的代表性论文，提炼其核心思路与关键数据，带您快速了解储氢领域近期研究动向。

01 复杂氢化物在400K以下实现可逆储氢

期刊: Nature Communications

论文: Reversible Hydrogen Storage in Reactive Hydride Composites under 400 K

关键词: 复杂氢化物｜低温可逆储氢｜燃料电池余热

诺丁汉大学、鲁汶大学、中科院大连化物所等机构组成的联合团队，通过调节Mg(NH₂)₂-LiH体系中的LiBH₄含量，构建了三元反应型氢化物复合体系。该材料在低于393K的温度下即可开始可逆脱氢，可逆容量达到3.1wt%，相比原始Mg(NH₂)₂-LiH体系，工作温度降低约100K。这项研究的重点并非单纯追求更高储氢容量，而是将复杂氢化物的可逆工作温区进一步推向燃料电池低品位余热可覆盖的范围，为复杂氢化物在固定式和车载储氢系统中的应用提供了新的材料设计思路。

02 “临时参与、最终离场”的Ni²⁺，释放MOF储氢潜力

期刊: Advanced Energy Materials

论文: Transient Kinetic Directing: A Removable Metal-Ion-Mediated Pathway to Structurally Refined MOFs for High-Performance Hydrogen Storage

关键词：MOF-808｜开放金属位点｜高压吸附储氢

上海交通大学邹建新、胡志刚团队提出“瞬态动力学导向”策略：利用可完全移除的Ni²⁺暂时参与MOF-808结晶过程，抑制快速结晶产生的结构缺陷，并提高框架中开放金属位点的可接近性，而Ni元素最终不保留在材料结构中。

优化后的MOF-808-int在298K、100bar下实现14.2g·L^-1的体积储氢容量；在77K、100bar充氢并于160K、5bar放氢时，体积储氢容量达到52.5g·L^-1。模拟结果表明，低压阶段主要由开放金属位点吸附氢气，高压阶段则逐渐转变为微孔填充。该研究将MOF储氢性能调控的重点，由传统的永久性元素掺杂进一步拓展至结晶动力学与缺陷结构控制。

03 超晶格堆垛结构如何影响储氢合金循环寿命？

期刊: Chemical Engineering Journal

论文: Decoding Divergent Degradation in Single-Phase 3R-AB₄ and 2H-A₅B₁₉ Superlattice Hydrides for Ultra-Stable Hydrogen Storage

关键词：稀土储氢合金｜超晶格结构｜循环衰减机制

燕山大学韩树民、张璐团队对单相3R-AB₄型与2H-A₅B₁₉型稀土-Mg-Ni超晶格储氢合金进行了系统对比，并采用再结晶退火方法获得稳定的单相3R-AB₄结构。

在两种独立循环模式下，3R-AB₄型合金均表现出良好的稳定性：经过300次电化学充放电循环后容量保持率为80.2%，经过500次气固吸放氢循环后储氢容量保持率仍达到92.2%。结构分析表明，3R-AB₄结构中相邻[A₂B₄]亚晶格之间具有更长的缓冲距离，使不同亚晶格在吸放氢过程中的体积变化更加协调，从而降低位错积累、结构应变与材料粉化。研究说明，储氢合金循环稳定性不仅取决于元素组成，超晶格的堆垛方式和亚晶格间距同样是决定材料寿命的重要结构参数。

04 晶体对称性决定钒中氢的“量子隧穿”与热激活扩散

期刊: Nature Communications

论文: Impact of Crystal Symmetry Lowering on Proton Tunneling

关键词：V基材料｜氢扩散｜晶体对称性｜量子隧穿

东京大学研究团队以40nm厚的外延钒薄膜为对象，结合核反应分析、电阻弛豫测试和量子力学计算，研究不同晶体结构下氢的低温扩散行为。结果发现，在具有立方对称性的α相中，氢的基态可离域分布于多个四面体间隙位点，并通过量子隧穿实现快速迁移；而当氢浓度升高、钒晶格转变为单轴应变的体心四方β相后，晶体对称性降低，氢被局域在八面体O_z位点附近，量子隧穿受到抑制，扩散机制转变为热激活跳跃。β相中氢约在70K开始迁移，其热激活扩散的表观活化能为148meV。

该研究表明，氢在金属中的迁移速率不仅取决于传统意义上的扩散能垒，还受到晶体对称性、应变状态及氢诱导势能面变化的共同控制。对于V基储氢与氢分离材料而言，通过相结构和晶格应变调节氢的量子与经典扩散行为，为进一步优化低温吸放氢动力学提供了新的基础理论视角。

05 V₄C₃MXene同步改善Li-Mg-N-H体系的低温性能与循环稳定性

期刊: Chemical Engineering Journal

论文: V₄C₃ MXene Synchronously Realizes Ultralong Cycling, Low-Temperature Operation and Synergistic Performance Enhancement in Li-Mg-N-H Hydrogen Storage System

关键词：Li-Mg-N-H｜V₄C₃MXene｜低温储氢｜长循环

广西民族大学、浙江大学等单位组成的研究团队，首次将V₄C₃MXene引入Mg(NH₂)₂-2LiH体系。添加6wt% V₄C₃后，材料的起始吸氢和脱氢温度分别由约110℃和130℃降低至70℃和95℃。

该复合材料可在170℃下快速释放4.76wt%氢气，并在180℃下重新吸收相当容量的氢气；脱氢表观活化能由117.0kJ·mol^-1降低至75.3kJ·mol^-1。经过100次吸脱氢循环后，容量保持率仍超过97%。机理研究表明，V₄C₃不仅能够削弱体系中的Mg-N键和N-H键，还可诱导形成更容易再氢化的立方Li₂MgN₂H₂产物，并在循环过程中持续充当稳定的界面活性位点。

更多动态

除上述成果外，7月储氢领域还有多项研究值得关注。华北电力大学杨维洁团队^[1]围绕MgH₂脱氢提出“决堤效应”动力学框架，强调反应阻力会随脱氢进程动态变化，推动储氢动力学评价由单一活化能参数向全过程解析转变。南京工业大学刘雅娜团队^[2]报道了由Ti-MOF纳米片原位形成无定形Ti³⁺氧化物的催化策略，以界面结构和电子分布协同改善MgH₂吸脱氢动力学。重庆大学陈玉安团队^[3]则通过N掺杂调控MXene负载Co的电子结构，优化Co-H键合强度，使复合材料在300℃完成350次循环后仍保持95.9%的容量。此外，四川大学朱丁团队^[4]以d带中心为描述符，为AB₂型合金吸氢容量、氢化物稳定性与可逆放氢之间的平衡提供了新的设计依据。

国仪量子H-Sorb 4600PCT Pro高压储氢吸附仪

从上述研究可以看出，当前储氢材料的性能优化已不再局限于储氢容量的提升，而是更加关注吸放氢温度、反应动力学、平台压力、循环稳定性以及不同工况下的可逆储氢行为。无论是催化剂界面调控、晶体结构设计，还是反应路径优化，其实际效果都需要通过稳定、准确且可重复的储氢性能测试加以验证。面向金属氢化物、复杂氢化物及储氢合金等材料体系，国仪量子高压储氢吸附仪基于Sieverts容量法，可开展PCT等温线、吸放氢动力学、程序升温吸脱附、自动循环及多温度连续测试，系统获取材料的储氢容量、平台压力、反应速率与循环衰减等关键数据，为储氢材料的性能评价和机理研究提供可靠的测试支撑。

产品特点：

•  测试数据稳定复现，LaNi₅吸附量重复精度高达±1%

•  钴合金高压气动阀门支持5万次以上超长吸脱附循环测试

•  任意项目（PCT、Kinetics、Cycle、TPA/TPD）全自动连续组合测试

•  极速温压控制，结合自动连用功能综合测试效率提升40%

•  可定制20g-1000g级宏量测试系统、原位XRD及质谱连用系统

•  可定制70MPa或100MPa超高压测试系统

•  AI科研助手，数据问题智能解答、测试性能辅助分析

•  全自动吸脱附变温测试（PCT、Kinetics、Cycle）

•  全自动连续多温度测试（PCT、Kinetics）

参考文献：

[1] Dynamic kinetics of MgH₂ in solid-state hydrogen storage: From the “dam-break effect” to mechanistic understanding, data-driven design, and application strategies. Accounts of Chemical Research

[2] Amorphous Ti³⁺ oxide formed in situ from Ti-MOF nanosheets as a highly efficient catalyst for enhancing hydrogen storage kinetics of MgH₂. Journal of Magnesium and Alloys

[3] Electronic structure regulation of N-doped MXene-Co catalyst: Optimizing Co-H bonding to synergistically catalyze hydrogen storage of MgH₂. Journal of Colloid and Interface Science

[4] Rationalizing the hydrogen uptake–release balance in AB₂ alloys via d-band center evolution. ACS Sustainable Chemistry & Engineering