在探索清潔能源的未來(lái)道路上，氫能以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，被視為全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一環(huán)。近期，北京大學(xué)馬丁教授的研究團(tuán)隊(duì)攜手合作伙伴，在制氫技術(shù)領(lǐng)域取得了兩項(xiàng)重大突破，成果分別發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature》與《Science》。
在《Nature》上發(fā)表的研究，題為“惰性納米覆蓋層保護(hù)Pt/γ-Mo2N，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定氫氣生產(chǎn)”，該研究聚焦于提升催化劑的穩(wěn)定性。馬丁教授團(tuán)隊(duì)在原有甲醇和水重整制氫研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地引入了稀土元素對(duì)催化劑進(jìn)行改性。這一策略不僅新穎，而且具有廣泛的適用性。研究揭示，稀土元素在催化劑表面的存在，有效保護(hù)了“非界面活性位”，從而顯著延長(zhǎng)了催化劑的壽命。令人矚目的是，每個(gè)Pt原子在該催化劑上能生成高達(dá)1500萬(wàn)個(gè)氫分子，這一轉(zhuǎn)換數(shù)遠(yuǎn)超以往報(bào)道的最高值，標(biāo)志著制氫技術(shù)的一次歷史性飛躍。
與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)在《Science》上發(fā)表的研究，題為“熱催化重整制氫，實(shí)現(xiàn)零二氧化碳排放”，則聚焦于乙醇和水分子重整的零碳排放制氫路徑。他們開發(fā)了一種高效的Pt-Ir/α-MoC界面催化劑，該催化劑能夠同時(shí)活化水分子和乙醇分子，且避免了乙醇分子C-C鍵的斷裂。這一創(chuàng)新不僅實(shí)現(xiàn)了氫氣的生產(chǎn)，還產(chǎn)生了高附加值的乙酸，整個(gè)過(guò)程零CO2排放。這一成果為零碳排放的工業(yè)制氫提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。
這兩項(xiàng)研究在技術(shù)層面形成了完美的互補(bǔ)。一方面，稀土改性催化劑的發(fā)明，大幅提升了制氫效率和使用壽命，為氫氣的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)鋪平了道路。另一方面，零CO2排放制氫技術(shù)的開發(fā)，不僅減少了碳排放，還通過(guò)聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品的方式實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用，開創(chuàng)了一條全新的綠色化學(xué)路徑。
馬丁教授團(tuán)隊(duì)的這兩項(xiàng)研究，無(wú)疑為全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型注入了新的活力。他們不僅在制氫技術(shù)上取得了重大突破，更為清潔能源的未來(lái)提供了無(wú)限可能。
