中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馬丁課題組在儲(chǔ)放氫方面取得重大進(jìn)展，他們與中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、大連理工大學(xué)等單位合作，采用鉑-碳化鉬雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)對(duì)水和甲醇的高效活化，大大提升產(chǎn)氫效率。使用這種方式儲(chǔ)放氫氣，氫燃料電池汽車(chē)行駛100公里燃料成本僅需13元。該研究成果已以論文形式發(fā)表于3月23日的《自然》上。
氫能，被譽(yù)為下一代二次清潔能源，但氫氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸是阻礙氫能源大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。氫燃料電池是最具潛力的新一代能量提供系統(tǒng)，它將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能，被廣泛用于航空航天、汽車(chē)以及其他固定和移動(dòng)能量提供體系中，但是氫氣化學(xué)性質(zhì)活潑，氫氣的儲(chǔ)存就成為氫燃料電池應(yīng)用的關(guān)鍵。目前，豐田的商業(yè)化氫燃料電池汽車(chē)的解決方案是使用容量約125升、壓力高達(dá)700公斤的鋼瓶進(jìn)行儲(chǔ)氫，但其安全性不容樂(lè)觀，并且城市內(nèi)加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在一定隱患。其他的氫氣儲(chǔ)放體系，或價(jià)格昂貴，或存儲(chǔ)容量有限。
針對(duì)這些不足，一種可能的解決方案是將氫氣存儲(chǔ)于液體甲醇中，通過(guò)水和甲醇的液相重整反應(yīng)原位產(chǎn)氫供燃料電池使用，在釋放出甲醇中存儲(chǔ)氫氣的同時(shí)也活化等摩爾的水而釋放出額外的氫氣。
來(lái)自北大、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)等單位的學(xué)者，針對(duì)甲醇和水液相制氫反應(yīng)的特點(diǎn)，采用鉑-碳化鉬雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)對(duì)水和甲醇的高效活化，實(shí)現(xiàn)了極高的產(chǎn)氫效率。
具體來(lái)說(shuō)，研究人員將碳化鉬負(fù)載的金屬鉑催化劑應(yīng)用于甲醇和水液相反應(yīng)，催化劑表現(xiàn)出超高的產(chǎn)氫活性，與較傳統(tǒng)催化劑相比，放氫速率大大提升。僅以產(chǎn)氫活性估計(jì)，該催化劑已基本達(dá)到商用車(chē)載燃料電池組的需求，僅需6克鉑即可使產(chǎn)氫速率達(dá)到1千克氫氣/小時(shí)。以目前甲醇市場(chǎng)價(jià)格2400元/噸計(jì)算，采用此路徑儲(chǔ)放氫氣，氫燃料電池汽車(chē)每百公里燃料價(jià)格僅需約13元，而加60至80升甲醇可供家用小轎車(chē)行駛600至1000公里。
該研究工作構(gòu)建了化學(xué)高效儲(chǔ)放氫新體系，此類(lèi)催化劑還有望在生活廢水、乙醇等原料的催化產(chǎn)氫中發(fā)揮優(yōu)勢(shì)作用。該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化體系的催化性能，并積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
