近日，我校材料科学与工程学院解立帅博士以第一作者及通讯作者、章晓波教授为共同通讯作者，南京工程学院为第一署名单位，联合南京工业大学郑益锋教授，在国际权威期刊《Renewable Energy》上发表了学术论文：“Microstructure and hydrogen generation performance via hydrolysis of as-cast Mg-Ca-Ni and Mg-Ca-Sn ternary alloys”。该期刊是中科院工程技术一区TOP期刊，影响因子9.1。

高性能制氢技术是氢燃料电池应用的关键。Mg室温下即可自发与水反应生成高纯氢气，可实现氢的即产、即用，但存在水解速率缓慢、副产物中断反应以及水解反应可控性差的关键问题。本研究以Mg、Mg-Ca合金及Ni粉为原材料，基于Ni粉表面具有较高的表面能以及其溶解度与曲率半径间的关系，采用熔剂保护法在900 °C实现了高熔点金属Ni（熔点1453 °C）与低熔点金属Mg（熔点650 °C，沸点1090 °C）的熔炼制备，合金成分控制准确。Mg-Ca-Ni三元合金由初生α-Mg及Mg-Mg₂Ca-Mg₂Ni共晶组织组成，由于以Ni粉为原材料，Mg₂Ni相尺寸细小（宽度约100 nm）且分布均匀，细小均匀的Mg₂Ni相与Mg及Mg₂Ca相在水解过程中形成大量微原电池，加速水解速率，大量共晶组织有效阻碍副产物Mg(OH)₂的连续沉积，快速生成的氢气泡将副产物Mg(OH)₂快速带离基体表面，从而实现合金的快速、连续水解。所制备的铸态合金在60 °C海水中产氢速率可达~8.88 mL g^-1 min^-1，产氢量达1054 mL g^-1，制氢转化率接近100%。该材料适用于单次工作耗电量在kWh量级的中小型燃料电池，有望成为中小型燃料电池的分散式供氢氢源。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.renene.2025.123080