氫能是未來能源體系的重要組成部分，如何實現高效穩定、低成本制氫是能源科技的關鍵課題。記者17日從中國科學院大學獲悉，來自該校和北京大學的聯合科研團隊成功研發出一種超長壽命、高效制氫新技術。該技術通過在鉑基催化劑表面覆蓋特殊保護層，使催化劑在制氫反應中能夠連續工作超1000小時。這一突破讓低成本大規模制氫成為可能。相關研究成果在線發表于《自然》雜志。
現代化學工業中，催化技術承載著八成以上化工品生產，堪稱產業命脈。在催化研究中，高活性與高穩定性，仿佛魚與熊掌難以兼得。許多高活性催化劑雖能大幅提升反應效率，卻常因結構崩塌和活性成分流失而快速失活。“比如，在甲醇-水重整制氫研究中，如何在保持催化劑高活性的同時顯著提升其穩定性，已成為該領域亟待突破的關鍵科學難題。”論文共同通訊作者、中國科學院大學教授周武說。
在這項研究中，科研人員為破解催化劑穩定性瓶頸，開發了一種新技術：通過在鉑基催化劑表面構建稀土氧化物納米覆蓋層，形成納米級“保護盾”。這種結構可選擇性覆蓋載體表面的冗余位點，實現對關鍵催化劑界面的精準保護。實驗數據顯示，在甲醇-水重整制氫反應中，該新型催化劑成功穩定工作超過1000小時。更令人驚嘆的是，該催化劑的活性超高，實現了超過1500萬的催化轉化數。
周武表示，這項研究突破了催化科學中的穩定性瓶頸，首次在不降低催化劑活性的前提下，實現了高穩定性的界面催化劑設計，為貴金屬催化劑的低成本、高穩定性應用提供了可行方案，預計未來將在綠色能源、氫燃料電池等領域發揮重要作用。
（受訪單位供圖）
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