9月7日消息，一篇9月4日提交至arXiv的论文（编号2609.04623）系统研究了过渡金属修饰氮改性碳纳米带的储氢性能，作者包括Gom Dorji、Brahmananda Chakraborty等来自多国机构的研究者。

研究基于第一性原理密度泛函理论（DFT）计算。原始碳纳米带（CNR）对氢分子的吸附较弱，无法满足储氢要求；为此研究者在CNR的C-H边缘位置置换入12个氮原子构建12N-CNR宿主，再掺杂锰（Mn）与钇（Y）增强氢的结合——每条纳米带最多可容纳5个金属原子。电子结构分析显示金属原子与纳米带之间存在强轨道杂化，结合能计算证实掺杂体系结构稳定，Bader电荷分析量化了金属与宿主间的电荷转移。

核心结果在吸附能：Mn掺杂体系的平均氢吸附能为-0.40 eV/H2，Y掺杂体系为-0.25 eV/H2，均落在储氢应用所期望的能量区间——足够强以实现可观的重量密度，又足够弱以在温和条件下放氢。这一"氮修饰锚定金属位点"的策略为碳基储氢材料设计提供了明确的构效依据。

固态储氢是氢能产业链最难攻坚的环节之一：高压气态储氢容器成本与安全负担重，液态储氢能耗高。碳纳米带等二维材料可通过金属功能化在环境条件下实现可逆储氢，若实验合成跟进，将为分布式储氢与车载氢源提供新路线。该工作也为筛选高效储氢媒介（Mn、Y及稀土元素）提供了可计算筛选范本。 （来源：arXiv）