論文 DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-45082-9非裂解型化學吸附固態儲氫材料能夠同時兼具化學反應型儲氫材料(例如MgH2,LiBH4等)高儲氫密度以及物理吸附型儲氫材料(例如多孔碳,石墨烯等)優異的動力學性能的雙重優點。但是,當前的固態儲氫理論無法在原子和電子水平上指導優秀的非裂解型固態儲氫材料的設計去滿足氫氣存儲的需求。有鑒于此,西安工業大學新能源科學與技術研究院潘洪革教授團隊聯合澳洲新南威爾士大學夏振海教授團隊以及西安工業大學材料與化工學院陳建教授團隊,通過理論觸動、實驗推動、雙向互動的研究策略,利用量子計算、理論分析和實驗驗證系統地解決了上述問題。在國際上首次提出了實驗證實的雜原子摻雜石墨烯負載的鈣(Ca)單原子非裂解型固態儲氫材料的廣義設計原理,開創碳基固態儲氫材料設計理論的先河,為固態儲氫材料的研究提出了新的思路,具有一定的啟發性意義。 圖1 論文中提出的廣義設計原理的理論模型和構建的數學方程圖2 論文中提出描述符Φ以及描述符指導下的“火山”關系圖3 實驗中雜原子摻雜石墨烯支撐的鈣(Ca)單原子儲氫材料的制備