近日物电学院本科生陈静研在国际顶尖杂志ACS Materials Letters (影响因子：11.17)发表题为“Metal-Decoration-Free Li3C2 Monolayer with Heptacoordinate Carbons as A Promising Hydrogen Storage Medium”的研究论文通讯作者为徐美玲副教授和郝健副教授。自从我院实行本科生学业导师制以来其所在课题组（负责人：李印威）一直重视本科生的科研训练已指导本科生发表SCI论文5篇彰显我院本科生学业导师制成果卓效。
在倡导绿色、低碳、环保的时代背景下氢能源作为绿色环保的清洁能源是我国乃至全球未来主流的能源之一。在未来能源规划中氢气存储一直是氢能和氢燃料电池汽车产业发展的瓶颈相比于高压气态储氢和低温液态储氢固体材料储氢具有储氢密度高、工作压力低、安全性能好等优势是未来高密度储存和安全氢能利用的发展方向因此设计新型固态储氢材料一直是一个值得探索和广受关注的研究领域。
二维材料因化学稳定性好比表面积大质量轻等特点已广泛用于储氢然而这些材料需要金属原子的修饰才能具有较高的储氢性能限制了其广泛应用。我们课题组设计了一种新型本征的二维材料Li3C2, 在不需要任何金属原子的修饰下其储氢容量高达8.2 wt %高于美国能源部制定了理想储氢材料实际应用标准5.5 wt %。Li3C2单胞最多可吸附2个H2分子平均吸附能为0.22 eV/H2适合于可逆储氢。分析表明Li_sp轨道和H_s轨道的杂化在氢吸附过程中起着关键作用。Van't Hoff解吸温度和分子动力学模拟结果表明在接近室温的条件下Li3C2可以实现氢气解吸表现出储氢/释氢循环的有效性。
本研究成果受到国家自然科学基金青年项目和面上项目的资助。