中国研究团队开发出一种低温甲醇水相重整制氢的高效催化剂

简 讯

中国研究团队开发出一种低温甲醇水相重整制氢的高效催化剂

北京大学的马丁等研究者及其在美国的同事合作开发的低温甲醇水相重整(APRM)催化剂显示出极高的制氢活性和稳定性。据发表在《自然》杂志的论文报道，铂在α-MoC颗粒表面呈原子级分散形成的催化剂，在低温(150～190 ℃)、无碱条件下，每摩尔铂的平均产氢率达到了18 046 molh。研究人员认为这种新的催化剂为储氢商业化应用铺平了道路。生成的氢气可为燃料电池供能。

前人的工作显示，在低温下，只有水和甲醇必须都被有效地激活才能提高甲醇和水反应制氢的转化率，用只有贵金属活性位的均相催化剂难以实现。为此他们推断双功能催化体系可能是突破的关键，试图寻找一种不仅能做固定金属原子的载体，还能调控金属的电子结构的材料。

该研究团队前期曾发现，α-MoC与铂的相互作用比普通氧化物载体或β-Mo2C载体强得多，而且在高温活化过程中，这种相互作用足以驱使铂以单个原子形态分散在α-MoC上，导致亲电的表面铂活性位密度大幅度提高，对吸附并活化甲醇非常有利。α-MoC对水的解离活性高，能产生大量的表面羟基，加速在铂和α-MoC之间界面处的反应中间体的转化。这两种作用结合在一起，赋予了Ptα-MoC催化剂在150～190 ℃下无碱APRM过程中具有非常高的催化活性和好的稳定性。

特拉华大学的反应工程师Dion Vlachos认为新过程的反应速率处于技术前沿，但未来要大规模商业化，还要在改进催化剂长期稳定性、再生方法、替代贵金属等方面下功夫。Beller称马丁的催化剂是一个重大突破，认为这类催化剂可能对其它水相重整过程也有用，比如那些涉及生物废料或乙醇的过程。

[靳爱民、程薇摘译自Green Car Congress，2017-04-01

Chemical & Engineering News，2017-03-22]