超长寿命高效制氢新技术研发成功

氢能是未来能源体系的重要组成部分，如何实现高效稳定、低成本制氢是能源科技的关键课题。记者17日从中国科学院大学获悉，来自该校和北京大学的联合科研团队成功研发出一种超长寿命、高效制氢新技术。该技术通过在铂基催化剂表面覆盖特殊保护层，使催化剂在制氢反应中能够连续工作超1000小时。这一突破让低成本大规模制氢成为可能。相关研究成果在线发表于《自然》杂志。

现代化学工业中，催化技术承载着八成以上化工品生产，堪称产业命脉。在催化研究中，高活性与高稳定性，仿佛鱼与熊掌难以兼得。许多高活性催化剂虽能大幅提升反应效率，却常因结构崩塌和活性成分流失而快速失活。“比如，在甲醇-水重整制氢研究中，如何在保持催化剂高活性的同时显著提升其稳定性，已成为该领域亟待突破的关键科学难题。”论文共同通讯作者、中国科学院大学教授周武说。

在这项研究中，科研人员为破解催化剂稳定性瓶颈，开发了一种新技术：通过在铂基催化剂表面构建稀土氧化物纳米覆盖层，形成纳米级“保护盾”。这种结构可选择性覆盖载体表面的冗余位点，实现对关键催化剂界面的精准保护。实验数据显示，在甲醇-水重整制氢反应中，该新型催化剂成功稳定工作超过1000小时。更令人惊叹的是，该催化剂的活性超高，实现了超过1500万的催化转化数。

周武表示，这项研究突破了催化科学中的稳定性瓶颈，首次在不降低催化剂活性的前提下，实现了高稳定性的界面催化剂设计，为贵金属催化剂的低成本、高稳定性应用提供了可行方案，预计未来将在绿色能源、氢燃料电池等领域发挥重要作用。（科技日报）