西安交通大学：氢基绿色冶金 | Nature Synthesis

本文围绕西安交通大学与德国马克斯-普朗克可持续材料研究所的合作成果展开。背景方面，传统高温碳基冶金能耗高、碳排放强度大，发展绿色氢气为还原剂的低碳金属制备技术是重要方向，但中低温条件下氢基还原面临反应动力学慢等问题。研究目的是提出一种固-固催化机制，即利用氧化镍作为催化前驱体，将氢基还原动力学提升约2倍，并促进铁镍合金在还原过程中同步形成。实验结果表明，在700°C条件下，加入氧化镍后氧化铁还原时间缩短一半，还原起始温度降低约100°C。结论部分，研究通过原位同步辐射X射线衍射、扫描透射电子显微镜等手段证明，氧化镍还原生成的多孔镍与铁氧化物形成动态界面，促进氢溢流和元素分配，使合金化过程与还原同步完成，绕开了传统扩散限制。该策略为含镍钢、不锈钢等合金的绿色制造提供了新思路，有助于减少对高温熔炼的依赖。