中国科学家在零碳排放制氢技术上取得重大突破

金属-碳化钼体系开创性技术革新：温和条件下的乙醇部分重整制氢及高值化学品乙酸联产

IT之家2月19日消息，近年来，随着对可再生能源和环保技术的需求日益增长，生物乙醇因其可再生性、高含氢量及良好的储运安全性而备受关注。
中国科学院大学周武课题组联合北京大学马丁课题组、英国卡迪夫大学等机构开创性地提出了一种新的绿色制氢技术，该技术利用金属-碳化钼体系实现了选择性部分重整制氢，为氢能产业的碳中和转型提供了全新范式。

一、背景与现状

传统的乙醇-水重整制氢技术存在一些问题，如高温操作、高能耗、CO₂排放以及催化剂易积碳和烧结失活等。
这些问题限制了该技术的工业化应用。
因此，开发一种能够在温和条件下高效制氢的技术成为当前的研究热点。

二、研究成果

1. 新技术的原理

本研究提出的新型铂-铱双金属催化剂（PtIr/α-MoC）技术，通过原子级精准设计、调控铂/铱（Pt/Ir）双金属-α-MoC界面，将乙醇-水重整反应从传统完全重整（氧化）路径转变为选择性部分重整路径。
这一创新设计实现了在270℃温和条件下高效制氢，同时联产高值化学品乙酸。

2. 催化剂的设计与性能

新型催化剂的核心创新在于原子尺度的界面工程设计。
单原子分辨的低压扫描透射电镜（STEM）电子能量损失谱（EELS）成像分析表明，PtIr/α-MoC催化剂中的Pt和Ir物种以单原子和团簇的形式存在于MoC表面。
引入Ir物种后，Pt物种的分散性得到显著提升，构建了高密度的界面催化活性位点，从而提高了催化性能。

3. 技术优势

相比传统技术，新技术具有更低的能耗、更低的CO₂排放、更高的氢气产率（达331.3毫摩尔每克催化剂每小时）和更高的乙酸选择性（达84.5%）。
该催化剂在长达100小时的稳定性测试中表现出优异的抗失活能力。

三、技术亮点

1. 温和条件下的高效制氢：新技术能够在270℃的温和条件下实现高效制氢，降低了能耗和操作难度。
2. 联产高值化学品乙酸：该技术不仅制备氢气，还联产高值化学品乙酸，为绿色化学品的生产提供了新的路径。
3. 催化剂的设计优化：利用单原子分辨的低压STEM-EELS成像技术，揭示了催化剂中金属物种与载体之间的强相互作用，为高效催化剂体系的设计和优化提供了直接的结构证据。

四、研究展望

本研究为乙醇部分重整制氢技术带来了新的突破，为氢能产业的碳中和转型提供了全新范式。
未来，该技术有望进一步降低制氢成本，推动氢能产业的规模化发展。
同时，该技术还可以为其他生物质资源的转化利用提供新的思路和方法。

金属-碳化钼体系开创性的技术革新为实现温和条件下的乙醇部分重整制氢及高值化学品乙酸联产提供了新的途径。
该技术具有广阔的应用前景和重要的研究价值，有望推动氢能产业的可持续发展。

---

---

相关标签： 氢气、

上一篇：业界瞩目之际宣布将于27日停止运营月5

下一篇：揭秘应用崩溃背后的真相