導讀
作為潛在的儲氫和熱能儲存材料Mg和Mg基化合物憑藉資源豐富和可用性，以及極高的重量和體積儲存密度，在過去十年內被深入研究。該綜述提供了最有吸引力的系統及其氫化/脫氫效能的廣泛概述。特別強調科學界在保持高儲氫能力的同時改善材料的熱力學和動力學特性方面所做的努力。
化石燃料是過去兩個世紀的主要能源，支撐著人類文明的進步和經濟的發展。然而，自然界的不穩定性和資源過度損耗正導致這些能源的快速消耗，且化石燃料燃燒產生的溫室氣體排放對環境產生威脅。因此，迫切需要找到可持續的替代能源。可再生能源雖然可滿足實際的能源需求，但由於其間歇性和在地球上的不均勻分佈，必須找到合適的能源介質以實施開發。
氫的高能量密度使其成為頗具潛力的新能源，但由於缺乏合適的儲存解決方案，其作為能量載體的應用受到阻礙。理想的儲氫方法應具備以下特徵:高體積和重量氫密度、完全可逆性、足夠的安全性以及在環境條件下操作的可能性。
如今，氫氣主要以3種不同的形式儲存:壓縮氣體儲存、液體儲存和氫化物形式的固態儲存。目前壓縮氫技術是最常用的儲存方法，但輕質碳纖維儲罐難以生產且價格昂貴。液態形式的氫儲存意味著需要深度冷卻至253℃，且氫氣損失較高。相比之下，由於固態儲存的高容量密度和高安全性，可以被認為是儲存氫氣的替代方法。
基於此背景，亥姆霍茲研究所聯合漢堡聯邦國防軍大學的研究團隊於鎂合金期刊《Journal of Magnesium and Alloy》發表了題為“Mg-based materials for hydrogen storage”的綜述，概述了Mg基儲氫材料的效能及其發展。
氫化Mg和Mg基體系憑藉其對熱能儲存相對高的反應焓，被認為是儲氫應用的合適候選材料。 過去五十年間，為了改進該材料族的儲氫效能，研究人員取得了大量的科學成果，並用不同方式實現熱力學除錯。在金屬氫化物發展的最初幾年，在Mg中新增合金元素可以顯著改善其穩定性。然而Cu、Pd、Ti、Ni等本身不結合氫的元素加入，導致整個系統儲氫容量降低。後續有報道提出透過奈米結構調節Mg和Mg基化合物熱力學穩定性的可能性。2000年代初，採用RHC（氫化反應複合材料）方法設計儲氫材料，使得開發具有低熱力學穩定性的多組分儲氫系統成為可能，同時仍具備高儲氫容量。此外，還證明了透過使用選擇的基於TM的新增劑來增強Mg和Mg基體系的氫化/脫氫動力學和可逆性的潛力。近年來，利用低純度Mg源合成高效儲氫材料的方法亦被證實。
在過去的幾十年中，新增劑以及採用的工藝路線對氫氧化Mg儲存效能的影響已被深入研究，但新研究方向仍有待確定。諸多報道中，Mg/氫氧化Mg和新增劑實現緊密接觸似乎對改變系統特性至關重要。然而，在大多數情況下，商用的Mg/Mg氫氧化物和新增劑混合物，使其原因難以理解和觀察到。
文中認為，對於該項研究，建議使用設計良好的冶金方法來獲得含有精細分散和緊密嵌入新增劑的Mg基體系，以提供關於新增劑在增強系統性能中的作用的更有見地的資訊。就Mg基儲氫系統的商業應用而言，儲存系統的成本、熱量管理和空氣敏感性是仍有待改進的關鍵引數。
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