氢能是未来全球能源体系重要支柱,其生产方式直接影响全球碳中和目标的实现。近日,北京大学化学与分子工程学院教授马丁团队聚焦制氢技术,通过两条互补的技术路径,实现了高效、稳定、低成本的氢能生产,为清洁能源领域带来突破性进展。
最近,两项研究成果连续两天,分别在国际学术期刊《自然》和《科学》上发表。其中,一项聚焦催化剂“寿命”难题,为长期稳定制氢提供技术保障;一项瞄准零碳目标,实现制氢资源的高效利用。
团队在“惰性纳米覆盖层保护铂—氮化钼实现稳定产氢”研究中,创新性引入了稀土元素改造催化剂,开发出一种全新的高活性产氢催化剂稳定策略。研究发现,当稀土元素存在于催化剂表面,保护住其“非界面活性位”时,催化剂的寿命大幅提升。“就像给催化剂穿上了一层保护罩,既能促进其产生更多氢分子,又能保持稳定性。”马丁说,这一历史性突破为高效、稳定的制氢技术提供了新思路。
在开展“零二氧化碳排放的热催化重整制氢”研究时,团队聚焦乙醇和水分子重整的零碳排放制氢路径。“我们开发了一种高效的催化剂,不仅实现了水分子和乙醇分子的同时活化,还成功避免了乙醇分子碳-碳键断裂。”马丁解释,除了目标产物氢气外,反应还能生成高附加值的乙酸。同时,整个过程实现了零碳排放。
“我们不仅要探索科学前沿,更希望为解决能源和环境问题提供切实可行的方案。”马丁说,稀土改性催化剂,显著提升了制氢效率和使用寿命,为大规模工业化生产氢气提供了可能;零碳排放技术,开创了一种全新的绿色化学路径,让资源高效利用。两项成果形成技术互补,有望从根本上改变氢能的生产和应用模式,为构建可持续能源体系奠定坚实基础。
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