大连h2o m，新型催化剂点亮氢能存储的未来

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来源科技日报

信息室

近日，中科院煤炭化学研究所与国内多家科研机构合作，利用铂-碳化钼双功能催化剂，实现了水和甲醇的高效活化，实现了低温下极高的制氢效率。该催化剂系统有望作为下一代高效储氢和释放系统应用。

氢能是公认的高热值清洁能源，因其热值是汽油的3倍，也被称为“能源货币”。氢燃料电池是目前最有前途的下一代氢能利用系统，被认为是未来汽车和其他便携式设备的重要动力系统候选者。然而，氢气储存和运输技术尚未取得重大进展，这是氢能大规模应用的障碍。

中国科学院陕西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室研究员温晓东表示，虽然技术上直接储氢是最简单的解决方案，但氢气易燃、易爆、易发生化学反应，容易泄漏，所以这种方法的安全性不容乐观。此外，直接储氢燃料电池汽车的发展也受到建设高压加氢站所需的高成本和安全风险的。

因此，以化学能的形式将氢气储存在稳定的液体燃料中，通过催化反应就地释放氢气，并将其用于燃料电池被认为是一种有效的间接储氢方法。甲醇具有单位体积储氢容量高、活化温度低、副产物少、廉价易得等优点，是理想的液态储氢分子。

文晓东课题组发现，金属铂与碳化钼基底之间存在非常强的相互作用，导致铂以原子水平分散在碳化钼纳米颗粒表面，构建高密度原子级催化活性中心。单分散铂主要负责甲醇的解离过程，碳化钼主要负责水的解离过程。重要的是，两种催化过程的反应速率相似，形成高效的双功能催化系统。

该系统使整个催化剂在甲醇和水的液相反应中发挥出超高的产氢活性，在150摄氏度时可以以2276molH2/molPth的反应速率释放氢气，并可以进一步将温度提高到190摄氏度。可以。与传统铂基催化剂的活性相当，提高了近两个数量级。同时，原子级分散的特性可以最大限度地利用贵金属铂，以产氢活性估算，仅6g铂就基本可以实现1kgH2/h的产氢速率。商业用途的要求车载燃料电池堆的需求。

温晓东研究团队与北京大学、中科院、大连理工大学等科研团队合作，根据甲醇与水液氢制氢反应的特点，从实验设计入手，并与理论相结合。通过计算，我们开发了一种新型原子分散碳化铂-钼双峰和功能催化剂，可实现低温下高效制氢。此外，研究团队还克服了水煤气转化制氢过程中低温条件下反应转化率高、反应速率高的题，开发了新一代催化剂工艺。该研究成果发表在知名学术期刊《自然》上，并入选2017年中国十大科学进展之一。

文晓东说道“我们的研究工作为含碳资源的高效清洁转化和利用开辟了新的方向，实现了含碳资源向无碳能源的高效、温和的过渡，并为备灾提供了新的解决方案。“氢能的储存和安全利用是可能的，我们希望这个想法可以应用于下一代新型、高效的氢储存和释放系统。”