氢是一种能量密度很高的清洁可再生能源，但其存储和输运一直以来都是阻碍氢能大规模应用的瓶颈。由北京大学化学与分子工程学院主导的科学团队，日前采用铂-碳化钼双功能催化剂实现对水和甲醇的高效活化，在低温下获得了极高的产氢效率。据称，此催化体系有望作为下一代高效储放氢的新体系得到应用。
氢燃料电池是目前最具潜力的新一代能量提供系统之一，它将化学能高效转化为电能，被广泛用于航空航天、汽车等多领域。由于氢气化学性质活泼，氢气的储存就成为氢燃料电池应用的关键。然而，目前氢气的储运技术仍存在安全性差、价格昂贵、存储容量有限等问题。
针对这些不足，一种可能的解决方案是将氢气存储于液体甲醇中，通过水和甲醇的反应放出氢气供燃料电池使用，在释放出甲醇中存储的氢气同时，也活化释放出额外的氢气。
为此，北京大学化学与分子工程学院马丁课题组联合来自中国科学院大学、中科院山西煤炭化学研究所、大连理工大学等多位研究人员，针对甲醇和水的液相制氢反应的特点，采用铂-碳化钼双功能催化剂实现了对水和甲醇的高效活化。
研究团队发现，将碳化钼负载的金属铂催化剂应用于甲醇和水液相反应，随着温度升高，催化剂表现出超高的产氢活性，较传统催化剂提升了近2个数量级。仅以产氢活性估计，该催化剂已基本达到商用车载燃料电池组的需求，仅需6克铂即可使产氢速率达到每小时1公斤氢气。
研究人员估测，以目前甲醇市场价格每吨2600元每吨计算，采用此路径储放氢气，氢燃料电池汽车每百公里燃料价格仅需约14元，而加60升至80升甲醇可供家用小轿车行驶600公里至1000公里。
据悉，该研究成果目前已申请专利，并于近日发表于《自然》杂志上。该研究工作构建了化学高效储放氢的新体系，为以甲醇为储氢介质实现氢能的储存和输运提供了新的思路。德国莱布尼茨催化所所长、科学家马蒂亚斯·贝勒评价，此项研究是在氢气的存储和输送领域的一个“重大突破”，此类催化剂还有望在其他水相重整制氢过程，如生活废水、乙醇等原料的催化产氢中发挥优势作用。