含碳資源到無碳能源實現高效溫和轉化

5月8日，記者從山西煤化所獲悉，該所煤轉化國家重點實驗室溫曉東課題組與北京大學化學與分子工程學院馬丁、中國科學院大學周武以及大連理工大學石川等課題組合作，針對甲醇和水液相制氫反應的特點，研發出新型原子級分散的鉑-碳化鉬雙功能催化劑，實現了低溫下（150°C～190°C）高效產氫效率，突破氫氣的存儲和輸運瓶頸，解決了氫氣在這一過程中的安全隱患問題。

氫燃料電池是最具潛力的新一代能量提供系統，但是氫氣化學性質活潑，氫氣的存儲和輸運一直以來是阻礙氫能源大規模應用的瓶頸。目前，雖然日本實現了氫燃料電池汽車的示范，而氫氣儲存在約120L、壓力高達700公斤的鋼瓶，其安全性不容樂觀，并且城市內加氫基礎設施建設亦存在一定隱患。此外，目前其他的氫氣儲放體系，或價格昂貴，或存儲容量有限。針對這些不足，山西煤化所與北京大學化學與分子工程學院、中國科學院以及大連理工大學合作，針對甲醇和水液相制氫反應的特點，從實驗設計出發，結合理論計算開發出新型原子級分散的鉑-碳化鉬雙功能催化劑，實現了在低溫下（150°C～190°C）高效的產氫效率。

甲醇能夠和水進行液相重整并原位釋放高質量密度（18.8wt%）的氫氣，但傳統的甲醇蒸汽重整操作需要在相對較高的溫度（200°C～350°C）下進行，在儲存和運輸方面存在安全隱患。該研究工作為含碳資源高效清潔轉化利用提供了新的方向，實現了從含碳資源（甲醇）到無碳能源（氫能）的高效溫和轉化，為氫能制備、存儲及安全利用提供了新的思路，并有望作為下一代高效儲放氫新體系得到應用。有國際權威專家認為這一催化體系的研究成果是一個重大突破。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氫中發揮優勢作用。