氫能是未來(lái)全球能源體系重要支柱，其生產(chǎn)方式直接影響全球碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。近日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授馬丁團(tuán)隊(duì)聚焦制氫技術(shù)，通過(guò)兩條互補(bǔ)的技術(shù)路徑，實(shí)現(xiàn)了高效、穩(wěn)定、低成本的氫能生產(chǎn)，為清潔能源領(lǐng)域帶來(lái)突破性進(jìn)展。
最近，兩項(xiàng)研究成果連續(xù)兩天，分別在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》和《科學(xué)》上發(fā)表。其中，一項(xiàng)聚焦催化劑“壽命”難題，為長(zhǎng)期穩(wěn)定制氫提供技術(shù)保障;一項(xiàng)瞄準(zhǔn)零碳目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)制氫資源的高效利用。
團(tuán)隊(duì)在“惰性納米覆蓋層保護(hù)鉑—氮化鉬實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定產(chǎn)氫”研究中，創(chuàng)新性引入了稀土元素改造催化劑，開(kāi)發(fā)出一種全新的高活性產(chǎn)氫催化劑穩(wěn)定策略。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀土元素存在于催化劑表面，保護(hù)住其“非界面活性位”時(shí)，催化劑的壽命大幅提升。“就像給催化劑穿上了一層保護(hù)罩，既能促進(jìn)其產(chǎn)生更多氫分子，又能保持穩(wěn)定性。”馬丁說(shuō)，這一歷史性突破為高效、穩(wěn)定的制氫技術(shù)提供了新思路。
在開(kāi)展“零二氧化碳排放的熱催化重整制氫”研究時(shí)，團(tuán)隊(duì)聚焦乙醇和水分子重整的零碳排放制氫路徑。“我們開(kāi)發(fā)了一種高效的催化劑，不僅實(shí)現(xiàn)了水分子和乙醇分子的同時(shí)活化，還成功避免了乙醇分子碳-碳鍵斷裂。”馬丁解釋，除了目標(biāo)產(chǎn)物氫氣外，反應(yīng)還能生成高附加值的乙酸。同時(shí)，整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了零碳排放。
“我們不僅要探索科學(xué)前沿，更希望為解決能源和環(huán)境問(wèn)題提供切實(shí)可行的方案。”馬丁說(shuō)，稀土改性催化劑，顯著提升了制氫效率和使用壽命，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)氫氣提供了可能;零碳排放技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)了一種全新的綠色化學(xué)路徑，讓資源高效利用。兩項(xiàng)成果形成技術(shù)互補(bǔ)，有望從根本上改變氫能的生產(chǎn)和應(yīng)用模式，為構(gòu)建可持續(xù)能源體系奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(來(lái)源：北京日?qǐng)?bào)客戶端記者：何蕊)
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