在全球能源结构向清洁低碳转型的浪潮中，氢能已成为未来能源体系的关键。面向国家“双碳”战略与巨大能源市场需求，消纳青海省丰富的盐湖镁资源，发展盐湖基镁基储氢材料可助力青海省打造“世界级盐湖产业基地”与“国家清洁能源产业高地”。然而，尽管镁基材料因其高储氢容量（理论达7.6 wt%）而备受瞩目，但其缓慢的吸放氢动力学和过高的工作温度，始终是阻碍其实用化进程的关键挑战。

刘虎研究员团队联合陕西科技大学侯小江副教授团队的系列工作首先从宏观理论层面为解决上述挑战指明了方向。一项成果以研究成果以“Catalytic modifications to enhance the hydrogen storage behavior of Mg based materials: Single-component, multi-component single-phase and multi-phase interfacial composite catalytic（增强Mg基材料储氢性能的催化改性：单组分、多组分单相和多相间复合催化）”为题发表于《Journal of Energy Chemistry》期刊。研究围绕单组分催化、多组分单相催化及多相界面复合催化三大体系，系统分析了不同催化体系对镁基储氢材料吸放氢行为的作用机制，并结合当前研究进展与未来发展趋势，深入探讨了不同形态催化剂对镁基材料储氢行为的影响，提出了系列创新性观点。该研究为提升镁基材料的储氢性能以及开发新型镁基储氢复合材料提供了新的思路与方法支撑。刘虎研究员、陕西科技大学侯小江副教授等为论文的通讯作者。

在系统梳理理论框架的基础上，该合作团队进一步将多相协同催化的设计思想付诸实践，其成果以“Sandwich-like interlayer-structured TM/Ti₃C₂T_x (TM=Co, Fe, Ni) synergistic catalysts for accelerating hydrogen storage kinetics of MgH₂（用于加速 MgH₂储氢动力学的三明治状夹层结构TM/Ti₃C₂T_x（TM = Co，Fe，Ni）协同催化剂）”为题发表在《International Journal of Hydrogen Energy》期刊。该研究创新性构建了“三明治”层状结构的TM/Ti₃C₂T_x（TM = Co, Fe, Ni）复合催化剂：以Ti₃C₂T_x为载体，通过一步还原法负载过渡金属（Co、Fe、Ni），结合机械球磨实现催化剂在MgH₂中的均匀分散。这种设计既利用了Ti₃C₂T_x的高导电性、丰富表面官能团及层状结构提供的氢扩散通道，又整合了过渡金属优异的催化活性，可加速氢分子在MgH₂表面的解离，实现储氢材料“内外协同调控”。刘虎研究员、侯小江副教授和锁国权副教授为该论文的共同通讯作者。

本系列研究得到青海省科学基金杰出学者项目（025-ZJ-966J）、中国科学院青年人才项目（E410GC03）、陕西省重点研发计划及榆林市科技计划项目等的资助。

氢化镁吸脱附的可逆反应过程示意图。