Nature：製備氫燃料重大突破！

石墨邦消息：qingnengbeiyuweixiayidaierciqingjienengyuan，danqingqidecunchuheshuyunyizhiyilaishizuaiqingnengyuandaguimoyingyongdepingjing。tebiedi，qingranliaodianchishizuijuqianlidexinyidainengliangtigongxitong
，tajianghuaxuenenggaoxiaozhuanhuaweidianneng，beiguangfanyongyuhangkonghangtian、汽車以及其他固定和移動能量提供體係中，但是氫氣化學性質活潑
，氫氣的儲存就成為氫燃料電池應用的關鍵。

目前，豐田的商業化氫燃料電池汽車的解決方案是使用容量為約120L
、壓力高達700gongjindegangpingjinxingchuqing，danqianquanxingburongleguan
，bingqiechengshineijiaqingjichusheshijiansheyicunzaiyidingyinhuan。ciwai
，muqianqitadeqingqichufangtixi，huojiageanggui，huocunchurongliangyouxian。zhenduizhexiebuzu，yizhongkenengdejiejuefanganshijiangqingqicunchuyuyetijiachunzhong，tongguoshuihejiachundeyexiangzhongzhengfanyingyuanweichanqinggongranliaodianchishiyong，zaishifangchujiachunzhongcunchudeqingqidetongshiyehuohuadengmoerdeshuiershifangchuewaideqingqi。

最近
，北京大學化學與分子工程學院馬丁課題組與中國科學院大學周武、中國科學院山西煤化所/中科合成油溫曉東以及大連理工大學石川等課題組合作，針對甲醇和水液相製氫反應的特點，發展出一種新的鉑-碳化鉬雙功能催化劑
，在低溫下（150-190℃）獲得了極高的產氫效率。該研究成果以“Low-temperature hydrogen production from water and methanol using Pt/α-MoC catalysts”為題發表於2017年3月23日的Nature上。

論文地址：

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature21672.html

金屬鉑（Pt）與碳化鉬（MoC）jidizhijiancunzaizhefeichangqiangdexianghuzuoyong，shideboyiyuanzijifensanzaitanhuamunamikelibiaomian，gouzhuchugaomidudeyuanzichiducuihuahuoxingzhongxin。shuidehuohuazaitanhuamuzhongxinwancheng
，erjiachunhuohuafashengzaibozhongxin。yuanzijigaodufensandePt中(zhong)心(xin)和(he)碳(tan)化(hua)鉬(mu)基(ji)底(di)之(zhi)間(jian)的(de)協(xie)同(tong)作(zuo)用(yong)能(neng)夠(gou)在(zai)兩(liang)者(zhe)界(jie)麵(mian)實(shi)現(xian)對(dui)反(fan)應(ying)中(zhong)間(jian)體(ti)的(de)高(gao)效(xiao)活(huo)化(hua)
，從(cong)而(er)使(shi)得(de)整(zheng)個(ge)催(cui)化(hua)劑(ji)在(zai)甲(jia)醇(chun)和(he)水(shui)液(ye)相(xiang)反(fan)應(ying)中(zhong)表(biao)現(xian)出(chu)超(chao)高(gao)的(de)產(chan)氫(qing)活(huo)性(xing)，在(zai)150攝氏度就能以2,276 molH2/(molPt*h)的反應速率釋放氫氣
，進一步提高溫度至190攝氏度，放氫速率可達18,046 molH2/(molPt*h)
，較傳統鉑基催化劑活性提升了近兩個數量級。

基於原子級分散鉑-碳化鉬催化體係的甲醇和水液相低溫反應製氫示意圖

同時，原子級分散的特點能最大限度地提高貴金屬鉑的利用率
，以產氫活性估計
，僅需含有6克鉑的該催化劑即可使產氫速率達到1 kgH2/h
，基本滿足商用車載燃料電池組的需求。以目前甲醇市場價格（2,400元/噸）計算
，采用此技術路徑儲放氫氣，氫燃料電池汽車每百公裏燃料價格僅需約13元，而加60-80升甲醇可供家用小轎車行駛600-1,000公(gong)裏(li)。該(gai)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)構(gou)建(jian)了(le)新(xin)的(de)化(hua)學(xue)高(gao)效(xiao)儲(chu)放(fang)氫(qing)體(ti)係(xi)

，為(wei)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)原(yuan)位(wei)供(gong)氫(qing)提(ti)供(gong)了(le)新(xin)的(de)思(si)路(lu)，並(bing)有(you)望(wang)作(zuo)為(wei)下(xia)一(yi)代(dai)高(gao)效(xiao)儲(chu)放(fang)氫(qing)新(xin)體(ti)係(xi)得(de)到(dao)應(ying)用(yong)。

美國化學會C&E News雜誌以“氫能源：製備氫燃料新過程”(New process for generating hydrogen fuel)為題對該工作進行了亮點報道。特拉華大學能源中心主任Dion Vlachos教授評論這個新過程“在反應性能上處在技術前沿”（has a technological edge）
；而德國萊布尼茲催化所所長Matthias Beller教授認為這個催化體係是一個重大突破（Beller calls Ma’s catalyst “a major breakthrough”）。此類催化劑還有望在其他水相重整製氫過程，如生活廢水、乙醇等原料的催化產氫中發揮優勢作用。