中國學者最新科研成果：減少貴金屬用量顯著提高綠色氫氣生成效率

中新網上海2月14日電 (記者 陳靜)《科學》(Science)主刊14日凌晨刊登了中國學者的創新型研究成果。他們合成了具有極高催化活性和穩定性的銥/鈰嵌入式負載催化劑，在減少貴金屬用量的同時顯著提高了綠色氫氣的生成效率，為綠色氫能的可持續發展奠定了新的里程碑。

隨著全球應對氣候變化和能源轉型的壓力日益加劇，綠色氫氣(簡稱：綠氫)作為一種高效、可持續的能源載體，越來越受到關注。綠氫有三種基本用途：儲能載體、還原性燃料、基本化工原料，在推動“碳中和”目標實現中具有關鍵作用。在綠氫的生產過程中，PEMWE電解水技術是當前最為前沿的技術之一，其高效分解水產生氫氣的能力使其在全球綠色氫能的產業化進程中占據重要地位。PEMWE技術的廣泛應用仍面臨幾個技術瓶頸，其中最主要的挑戰之一便是催化劑成本和性能問題。

為了突破這一瓶頸，復旦大學張波、徐一飛、段賽、徐昕合作團隊提出了一種創新的嵌入式負載型催化劑設計方案。“形象來說，負載型催化劑看上去就像我們早餐吃的麻球，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化銥，正是這些‘芝麻’在發揮催化作用。”張波打比方道。但這種結構就導致一個問題——電解水制氫過程中會產生大量氣泡，不斷沖刷催化劑，導致“芝麻”易脫落。如何才能讓“芝麻”不容易脫落？張波想到了牙齒：“牙齒是種在牙床上的，如果把‘芝麻’一半嵌在麻球里，一半露在外面，那么氣泡再沖刷，‘芝麻’也不會輕易脫落了。”這種設計不僅節省了貴金屬銥的用量，也因為載體對催化劑的調控，提升了催化性能。

經過團隊的協同攻關，學者們對該催化劑進行了長達6000小時的PEMWE工況測試。根據實驗結果估算，由此制備出來的PEMWE設備壽命高達15年以上。根據國際能源署(IEA)的預測，到2050年，全球氫氣需求將達到億噸以上，其中大部分來源于綠色氫氣。復旦大學的這一研究成果為實現這一目標提供了新的技術支撐。

據悉，此次研究成果的發布，標志著PEMWE技術在催化劑設計方面的重大突破，將直接促進綠色氫氣產業化進程的加速。隨著PEMWE技術的不斷發展，氫氣的應用領域也將不斷拓寬，從傳統的化工、石油冶煉、冶金等工業領域到燃料電池交通、分布式發電、能源存儲等多個領域，氫能有望成為未來全球能源體系的支柱之一。(完)