2017年中国十大科技之氢气的低温制备和存储

氢能被誉为下一代二次清洁能源，但氢气的高效制备以及安全存储和运输一直以来是阻碍氢能源大规模应用的瓶颈。由于甲醇可以安全运输，将氢气存储于液体甲醇中，通过水和甲醇低温液相重整反应原位产氢，在释放出甲醇中存储的氢气的同时也活化等摩尔的水而释放出额外的氢气，就成为氢能利用的可行途径。

这种过程装置简单、耗能低，容易和车载或固定聚合物电解质膜燃料电池整合，而释放出的氢气占重比可达18.8％。北京大学化学与分子工程学院马丁研究组与中国科学院山西煤化研究所温晓东以及大连理工大学石川等合作的研究表明，将铂原子级分散在面心立方结构的碳化钼(α-MoC)上制备的催化剂可用于甲醇的液相重整，在较低温度下(150—190摄氏度)能够表现出很高的产氢活性，可达每摩尔铂每小时产氢18046摩尔。

这种优越的制氢能力远大于以前报道的低温甲醇重整催化剂(高出近两个数量级)，其关键在于α-MoC突出的解离水的能力以及铂和α-MoC协同活化并重整甲醇的能力。同时，该研究团队在水煤气变换产氢过程（CO+H2O=CO2+H2）中也突破了低温条件下高反应转化率与高反应速率不能兼得的难题, 发展了基于Au/α-MoC的新一代催化过程。

相关研究进展分别发表在2017年4月6日《自然》[Nature,544(7648):80—83]和2017年7月28日《科学》[Science, 357(6349):389—393]上。上述研究进展被多家科学媒体报道并高度评价，美国化学会C&E News杂志和英国皇家化学会Chemistry World杂志分别以“氢能源：制备氢燃料新过程”和“新型催化剂点亮氢能汽车未来”为题进行了亮点报道,认为“随着此高活性催化体系的成功，把氢气存储于甲醇并在需要时重整释放的概念可能得到实际应用，这是氢能储存和输运体系的一个重大突破。”

来源:科技日报