氫能被認(rèn)為是未來全球能源體系的重要支柱，高效、穩(wěn)定、低成本的氫能生產(chǎn)已成為能源科技發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。近日，中國科學(xué)院大學(xué)周武教授團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)馬丁教授團(tuán)隊(duì)合作，在《自然》雜志發(fā)表研究成果論文，報(bào)道了一種全新的高活性產(chǎn)氫催化劑穩(wěn)定策略。

催化技術(shù)在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占據(jù)核心地位，全球超過80%的工業(yè)化學(xué)品生產(chǎn)依賴催化過程。作為催化反應(yīng)的核心，催化劑的活性和選擇性決定了反應(yīng)速率和目標(biāo)產(chǎn)物的收率，是衡量新型催化劑性能的重要指標(biāo)。然而，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，僅具備高活性和高選擇性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠——催化劑的穩(wěn)定性直接影響生產(chǎn)的持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性，是決定其能否真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的核心因素。

在催化研究中，“高活性與高穩(wěn)定性難以兼得”一直是科學(xué)家面臨的核心挑戰(zhàn)之一。為破解催化劑穩(wěn)定性瓶頸，該研究團(tuán)隊(duì)提出了一種全新的催化劑穩(wěn)定策略。

周武介紹，研究團(tuán)隊(duì)通過設(shè)計(jì)、構(gòu)筑稀土氧化物納米覆蓋層，成功保護(hù)了Pt/γ-Mo2N催化劑的高活性界面催化位點(diǎn)，顯著提升了催化劑在甲醇-水重整（MSR）制氫反應(yīng)中的穩(wěn)定性，使其催化壽命突破1000小時(shí)，并創(chuàng)造了超過1500萬的催化轉(zhuǎn)化數(shù)（TON），遠(yuǎn)超現(xiàn)有甲醇-水重整催化劑。這一突破不僅極大提升了該類型催化劑的工業(yè)應(yīng)用前景，也為氫能技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要支撐。

這項(xiàng)研究突破了催化科學(xué)中的穩(wěn)定性瓶頸，首次在不降低活性的前提下，實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性的界面催化劑設(shè)計(jì)，為貴金屬催化劑的低成本、高穩(wěn)定性應(yīng)用提供了可行方案，預(yù)計(jì)未來將在綠色能源、氫燃料電池、可持續(xù)化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，加速邁向零碳排放的未來。

來源：中國青年報(bào)