化学学院马丁、周继寒研究团队在零碳排放制氢技术领域获重大突破

北京大学
发布时间: 2025-02-28 10:10:32 535次浏览

《科学》杂志2月13日刊发了一项颠覆性研究成果:由北京大学化学与分子工程学院主导,联合中国科学院大学、卡迪夫大学等机构的国际科研团队,开发出零CO2直接排放的热催化制氢技术。这项突破性工艺在270℃的温和条件下,通过新型双金属催化剂可将农林废弃物转化的生物乙醇与水分子直接转化为清洁氢气,同时联产具有重要工业价值的乙酸,为氢能产业提供了兼具环境效益与经济可行性的创新解决方案。CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究团队历时10年研发的新型铂-铱双金属催化剂(PtIr/α-MoC),破解了传统乙醇重整的技术瓶颈。该催化剂通过精准调控活性位点,将反应温度从常规工艺的300~600℃大幅降至270℃,并彻底改变反应路径——在传统工艺必然产生CO₂的环节中,通过阻断中间物C-C键断裂而得到目标产物乙酸分子,而非以温室气体形式排放。CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

这一突破不仅标志着碳中和氢气生产迈出关键一步,还建立了一种循环经济模式,可从生物质中共生产氢气和高价值化学品。CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究团队表示:“寻找可持续的方法来生产日常生活所需的产品,并实现未来的净零排放目标,是化工行业面临的关键挑战。”CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

“氢气被广泛认为是实现这些目标的一种途径,一般来说它可以从天然气中提取。然而,这一过程极其耗能,并且在传统生产方式下,会产生大量二氧化碳,从而削弱其环境效益。”CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

“我们的研究提出了一种新路径,可在不排放CO₂的情况下实现高产率氢气生产。”CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

PtIr/α-MoC催化剂的结构及催化性能CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

根据国际能源署(IEA)的数据,目前全球约96%的氢气生产仍依赖化石燃料,每吨氢气的生产会排放9~12吨CO₂。研究团队表示,他们的创新催化技术有望在推动绿色氢能经济和实现全球碳中和目标方面发挥关键作用。CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

“这相当于在在高通量产氢的同时,在分子层面重建了含碳反应物碳元素的命运轨迹。”论文通讯作者、北京大学化学学院马丁教授解释,“原子级分散的Pt-Ir催化剂,阻断了乙醇分子结构中的C-C键发生断裂所需的di-σcarbon-metal吸附构型的形成,使乙醇分子中的碳原子被完全捕获到乙酸产物中,氢气则以纯气态形式产生。”CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

与传统化石能源制氢相比,该技术每生产1吨氢气可减少9~12吨CO₂排放。此外,乙酸的共生产不仅提升了该技术的经济可行性,也增强了其可持续性。作为全球年需求量超1500万吨的重要化工原料,可覆盖工艺成本的70%以上。这种创新催化技术在推动绿色氢能经济和支持全球碳中和目标方面具有巨大潜力。CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

该成果以《零CO₂排放的热催化重整氢气制备》(Thermal catalytic reforming for hydrogen production with zero CO₂ emission)为题发表在《科学》杂志上。CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

该论文通讯作者是马丁、北京大学化学与分子工程学院研究员周继寒、中国科学院大学教授周武和卡迪夫大学教授Graham J. Hutchings。北京大学特聘副研究员彭觅、已出站博士后葛玉振、内蒙古大学教授高瑞、中国科学技术大学博士生杨杰及中国科学院大学已毕业博士生李傲雯为该论文的共同第一作者。该研究工作获得科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、新基石研究员项目、北京分子科学国家研究中心、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队项目、中国科学院大学电子显微学实验室等资助。CU3知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

本文链接:http://knowith.com/news-3-1813.html化学学院马丁、周继寒研究团队在零碳排放制氢技术领域获重大突破

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

热门文章

延伸阅读

相关阅读

2023年参加2024高职高考买什么书?
今天小编为大家带来了2023年参加2024高职高考买什么书?,希望能帮助到大家,一起来看看吧! 浙江省2024年高考政策:明确艺考专业范围、科学设置统考科类、强化省级统考管理、严格控制校考规模。
有没有零基础的艺考培训?以前没有美术功底、现在想考美术生,要学习多久才能通过
最近经常有小伙伴私信询问有没有零基础的艺考培训?以前没有美术功底、现在想考美术生,要学习多久才能通过相关的问题,今天,小编整理了以下内容,希望可以对大家有所帮助。 2024年高考艺考政策: 一
春季高考都考什么内容?
春季高考都考什么内容?很多朋友对这方面很关心,整理了相关文章,供大家参考,一起来看一下吧! 春季高考采用“知识+技能”的考试模式,“知识”有四科,分为语文、数学、英语及专业课知识; 技能”部分考
静海录取分数线2023高中(天津市高中录取分数线。)
今天小编整理了静海录取分数线2023高中(天津市高中录取分数线。)相关信息,希望在这方面能够更好的大家。 天津静海三中录取分数线2023是515分。 知识拓展: 南通市,简称“通”,古称通州
山东联考(2024山东艺考准考证打印时间)
最近经常有小伙伴私信询问山东联考(2024山东艺考准考证打印时间)相关的问题,今天,小编整理了以下内容,希望可以对大家有所帮助。 山东联考:2024届山东美术联考12月17日开考! 一、联考
四平职业大学怎么样?
小编今天整理了一些四平职业大学怎么样?相关内容,希望能够帮到大家。 四平职业大学师哥师姐说: 我是一名四平职业大学计算机学院的一名学生,四平职业大学是四平市一所高职类学校,坐落在

热点精选

最新推荐

您可能感兴趣