（本網訊）近日，國際頂級期刊《自然》子刊《NatureCommunications》(IF=16.6)刊發了我校新能源科學與技術研究院青年教師高勇關于非裂解型化學吸附碳基單原子固態儲氫材料的最新研究成果。論文題目為：“Experimentally validated design principles of heteroatom-doped-graphene-supported calcium single-atom materials for non-dissociative chemisorption solid-state hydrogen storage”。（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非裂解型固態儲氫材料的設計去滿足氫氣存儲的需求。
本研究通過理論觸動、實驗推動、雙向互動的研究策略，通過量子計算、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。
本研究是國際上首次提出非裂解型化學吸附碳基單原子儲氫材料儲氫的“能級填充理論”并得到了實驗證實，指導材料設計；也是國際上首次提出雜原子摻雜石墨烯支撐的鈣單原子儲氫材料設計過程中的本征描述符Φ，并從電子層面給出了描述符本質的解釋；同時設計實驗制備出、測試、表征最終對提出的理論進行了驗證；并提出了非裂解型化學吸附碳基單原子儲氫材料的廣義設計原理。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45082-9
文、圖：高勇 審核：李穎 編輯：楊笑
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