大连化物所曹湖军研究员应邀到重点实验室做学术讲座

作者: 时间:2025-10-13 点击数:

2025 年 10 月 13 日,重点实验室特邀中国科学院大连化学物理研究所复合氢化物材料化学研究组曹湖军研究员,在桂林理工大学协同创新中心三楼会议室开展学术讲座。本次讲座以 “金属氢化物储氢及氢负离子传导” 为主题,为重点实验室师生带来金属氢化物领域的前沿研究成果与深度见解,现场学术氛围浓厚。

报告中,曹湖军研究员围绕金属氢化物的发展现状展开,重点阐述了团队在储氢材料与氢负离子传导领域的突破性研究。

在金属氢化物储氢研究方面,曹研究员指出,轻质金属氢化物 MgH2因储氢量高、成本低廉且环境友好,成为极具潜力的储氢材料,但纯 MgH2存在热稳定性强、反应能垒高的问题,导致吸脱氢温度高、动力学缓慢。针对这一痛点,其团队创新采用有机溶剂辅助合成高纯纳米 MgH2,并耦合还原性 TiO2催化,成功让材料具备优异吸脱氢动力学性能 —— 可实现室温饱和吸氢,且吸 / 脱氢循环衰减率低于 0.002wt%/ 次,稳定循环 530 次后可逆储氢量仍达 6.6wt%,循环衰减率低至 0.0002wt%/ 次,为储氢材料的实际应用奠定关键基础。

在氢负离子传导研究领域,曹研究员团队同样取得重大进展。他们在研究金属氢化物用于储氢和合成氨时,发现氢可以负氢形式快速迁移转化,其中 LaH3、YH3等稀土氢化物室温下即表现出快速氢致变色现象,具备良好氢迁移能力,但因电子电导过高,常规条件下难以实现离子传导。对此,团队通过机械化学方法在氢化镧晶格中制造大量缺陷,破坏晶体场周期性以干预电子传输,使材料电子电导率下降 5 个数量级,达到 “纯粹” H⁻导体状态,在 - 40℃时即拥有 10⁻2 S/cm 的 H⁻电导率,创下领域纪录。基于这一突破,团队更首次实现室温全固态氢负离子电池的放电,相关研究成果已发表于 Nature等顶级期刊。

曹湖军研究员现任中国科学院大连化学物理研究所研究员、DNL1913 组群组长,同时担任国际能源署氢能 TCP-task42 专家、全国氢能标准化技术委员会委员等职务。其研究方向聚焦两大核心:一是轻质元素氢化物(尤其是镁基材料)储氢的应用基础研究,探索新机制、新材料与新工艺;二是氢化物基氢负离子导体及器件研究,重点开发稀土基氢化物电解质与全固态氢负离子电池。

截至目前,曹研究员已承担国家科技部课题、国家自然科学基金委项目、中国科学院先导 A 类专项课题等 10 余项,累计主持经费超 7000 万元;以第一 / 通讯作者身份在 Nature(2 篇)、ACS Energy Lett.、Adv. Mater. 等国际顶级期刊发表论文 40 余篇,并先后获 “国家万人计划青年拔尖人才”、“辽宁省杰青”、“大连化物所原始创新奖团队” 等多项荣誉,是氢能材料领域的杰出青年学者。

本次学术报告不仅让重点实验室师生深入了解了金属氢化物领域的前沿动态与技术突破,更搭建了高校与科研院所学术交流的桥梁。讲座结束后,曹湖军研究员与现场师生就研究细节、技术应用前景等问题展开热烈讨论,为师生们的科研思路提供了新启发。


                                                                              交流现场


(一审:张瑞 二审:周焕福 三审:梁军)



 

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