近日，黄河科技学院纳米功能材料研究所在固态储氢领域取得重要进展。研究所全国高校“双带头人”教师党支部书记“强国行”专项行动团队提出了一种全新的固态储氢机制——“阴离子电子束缚”储氢。相关成果发表于国际期刊《Inorganic Chemistry》，我校青年教师张雷雷博士为第一作者。

在传统储氢材料中，氢化物整体的形成能为负（材料稳定）必然意味着氢的吸附能也为负（储氢步骤放热），两者在热力学上深度绑定。然而，本研究却发现Be₂CuH₂等电子化合物（electride）基氢化物的形成能为负（材料整体热力学稳定）而氢吸附能为正（储氢步骤吸热）。进一步的电子结构分析揭示了这一现象的微观物理本质：氢原子进入电子化合物间隙位后，被材料间隙位中预存的高密度阴离子电子云（即阴离子间隙准原子，ISQ）“静电包裹”并稳定束缚，形成独特的H^δ⁻@ISQ复合量子态。拓展至二维电子化合物Ca₂N的初步结果同样显示了通过ISQ位束缚氢的潜力，进一步佐证了该机制的普适性。

本研究提出的这一“阴离子电子束缚”机制，不仅可以为发展新型高性能电子化合物基储氢材料提供理论支撑，还可能拓展至二氧化碳、氮气等其它重要小分子的捕获与催化转化领域。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6c01817