氫是一種能量密度很高的清潔可再生能源，但其存儲和輸運一直以來都是阻礙氫能大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。由北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院主導(dǎo)的科學(xué)團(tuán)隊，日前采用鉑-碳化鉬雙功能催化劑實現(xiàn)對水和甲醇的高效活化，在低溫下獲得了極高的產(chǎn)氫效率。據(jù)稱，此催化體系有望作為下一代高效儲放氫的新體系得到應(yīng)用。
　　

　　氫燃料電池是目前最具潛力的新一代能量提供系統(tǒng)之一，它將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能，被廣泛用于航空航天、汽車等多領(lǐng)域。由于氫氣化學(xué)性質(zhì)活潑，氫氣的儲存就成為氫燃料電池應(yīng)用的關(guān)鍵。然而，目前氫氣的儲運技術(shù)仍存在安全性差、價格昂貴、存儲容量有限等問題。
　　

　　針對這些不足，一種可能的解決方案是將氫氣存儲于液體甲醇中，通過水和甲醇的反應(yīng)放出氫氣供燃料電池使用，在釋放出甲醇中存儲的氫氣同時，也活化釋放出額外的氫氣。
　　

　　為此，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馬丁課題組聯(lián)合來自中國科學(xué)院大學(xué)、中科院山西煤炭化學(xué)研究所、大連理工大學(xué)等多位研究人員，針對甲醇和水的液相制氫反應(yīng)的特點，采用鉑-碳化鉬雙功能催化劑實現(xiàn)了對水和甲醇的高效活化。
　　

　　研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，將碳化鉬負(fù)載的金屬鉑催化劑應(yīng)用于甲醇和水液相反應(yīng)，隨著溫度升高，催化劑表現(xiàn)出超高的產(chǎn)氫活性，較傳統(tǒng)催化劑提升了近2個數(shù)量級。僅以產(chǎn)氫活性估計，該催化劑已基本達(dá)到商用車載燃料電池組的需求，僅需6克鉑即可使產(chǎn)氫速率達(dá)到每小時1公斤氫氣。
　　

　　研究人員估測，以目前甲醇市場價格每噸2600元每噸計算，采用此路徑儲放氫氣，氫燃料電池汽車每百公里燃料價格僅需約14元，而加60升至80升甲醇可供家用小轎車行駛600公里至1000公里。
　　

　　據(jù)悉，該研究成果目前已申請專利，并于近日發(fā)表于《自然》雜志上。該研究工作構(gòu)建了化學(xué)高效儲放氫的新體系，為以甲醇為儲氫介質(zhì)實現(xiàn)氫能的儲存和輸運提供了新的思路。德國萊布尼茨催化所所長、科學(xué)家馬蒂亞斯·貝勒評價，此項研究是在氫氣的存儲和輸送領(lǐng)域的一個“重大突破”，此類催化劑還有望在其他水相重整制氫過程，如生活廢水、乙醇等原料的催化產(chǎn)氫中發(fā)揮優(yōu)勢作用。