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       氫能被譽(yù)為下一代二次清潔能源，但氫氣的存儲(chǔ)和輸運(yùn)一直以來(lái)是阻礙氫能源大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。

       北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馬丁課題組與中國(guó)科學(xué)院大學(xué)周武、山西煤化所/中科合成油工程有限公司溫曉東以及大連理工大學(xué)石川等課題組合作，針對(duì)甲醇和水液相制氫反應(yīng)的特點(diǎn)，采用鉑-碳化鉬雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)對(duì)水和甲醇的高效活化，在低溫下(150-190oC)獲得了極高的產(chǎn)氫效率。此催化體系有望作為下一代高效儲(chǔ)放氫新體系得到應(yīng)用。該研究成果已經(jīng)在北京大學(xué)科技開發(fā)部支持下申請(qǐng)專利合作協(xié)定（Patent Cooperation Treaty，PCT），相關(guān)成果發(fā)表于3月23日的Nature上。

       據(jù)悉，氫燃料電池是最具潛力的新一代能量提供系統(tǒng)，它將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能，被廣泛用于航空航天、汽車以及其他固定和移動(dòng)能量提供體系中，但是氫氣化學(xué)性質(zhì)活潑，氫氣的儲(chǔ)存就成為氫燃料電池應(yīng)用的關(guān)鍵。目前，豐田的商業(yè)化氫燃料電池汽車的解決方案是使用容量約125L，壓力高達(dá)700公斤的鋼瓶進(jìn)行儲(chǔ)氫，但其安全性不容樂(lè)觀，并且城市內(nèi)加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)亦存在一定隱患。

       此外，目前其他的氫氣儲(chǔ)放體系，或價(jià)格昂貴，或存儲(chǔ)容量有限。針對(duì)這些不足，一種可能的解決方案是將氫氣存儲(chǔ)于液體甲醇中，通過(guò)水和甲醇的液相重整反應(yīng)原位產(chǎn)氫供燃料電池使用，在釋放出甲醇中存儲(chǔ)的氫氣的同時(shí)也活化等摩爾的水而釋放出額外的氫氣。

       具體來(lái)說(shuō)，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)將面心立方結(jié)構(gòu)的碳化鉬負(fù)載的金屬鉑催化劑應(yīng)用于甲醇和水液相反應(yīng)，催化劑表現(xiàn)出超高的產(chǎn)氫活性，在150攝氏度就能以2,276 molH2/(molPt*h)的反應(yīng)速率釋放氫氣，進(jìn)一步提高溫度至190攝氏度，放氫速率可達(dá)18,046 molH2/(molPt*h)，較傳統(tǒng)催化劑提升了近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

      僅以產(chǎn)氫活性估計(jì)，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1 kgH2/h。以目前甲醇市場(chǎng)價(jià)格（2400元/噸）計(jì)算，采用此路徑儲(chǔ)放氫氣，氫燃料電池汽車每百公里燃料價(jià)格僅需約13元，而加60-80升甲醇可供家用小轎車行駛600-1000公里。該研究工作構(gòu)建了化學(xué)高效儲(chǔ)放氫新體系，為以甲醇為儲(chǔ)氫平臺(tái)分子經(jīng)燃料電池轉(zhuǎn)化為電能的利用途徑提供了新的思路。

       記者了解到，該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化體系的催化性能，同時(shí)積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。