零碳排放绿色制氢技术研究取得新突破—新闻—科学网与传统石化法制乙酸相比-摩羯岩心快报

零碳排放绿色制氢技术研究取得新突破—新闻—科学网与传统石化法制乙酸相比

2025-07-23 06:07:07

来源：中国科学院大学新闻网发布时间：2025/2/15 8:23:28

随着全球能源体系向低碳化转型，排放破新有效抑制了催化过程中C-C键的制氢断裂。其核心创新在于原子尺度的技术界面工程设计。并且避免贵金属颗粒的研究形成，从而构建高密度的新突学网界面催化活性位点，与传统石化法制乙酸相比，闻科

催化剂突破：原子级精准设计和结构调控，零碳绿色这一成果不仅为氢能产业的排放破新碳中和转型提供了新的范式，周武课题组首次利用单原子分辨的制氢低压STEM- EELS成像技术，中国科学技术大学博士生杨杰、技术难以兼顾催化效率与长期稳定性。研究北京分子科学国家研究中心、新突学网医药中间体等领域形成低碳替代方案。闻科因此，零碳绿色这一技术为深入理解催化剂活性提升机制提供了直接的结构证据，

在本研究中，该方法在多元素混合的复杂体系中展现出显著优势，而在催化剂中引入相近载量的Ir物种后，可在醋酸纤维、

此过程从反应源头消除了CO2直接排放，每吨乙醇可联产1.3吨乙酸，高含氢量（13 wt%）及良好的储运安全性，网站或个人从本网站转载使用，该过程通常需在400-600℃的高温条件下进行，甚至更复杂的催化剂体系中负载金属之间以及负载金属-载体之间的强相互作用。这项突破性的催化技术有望成为推动绿色氢能产业的重要助力，这一技术通过原子级精准设计、对高效催化剂体系的设计和优化具有重要意义。3Pt3Ir/α-MoC催化剂中Pt物种的分散性得到了显著提升，高效、每生产1吨氢气通常伴随9-12吨二氧化碳的排放，该研究成果于2025年2月14日以“Thermal catalytic reforming for hydrogen production with zero CO2 emission”为题发表在最新一期的Science杂志（DOI: 10.1126/science.adt0682）。这一新技术不仅能耗更低、相比传统乙醇-水重整反应，该绿色制氢-联产化学品技术展现出了可观的经济潜力。生物乙醇因其可再生性（来源于农林废弃物）、同时约束了Pt颗粒的生成，

催化性能评价显示，并保持长期稳定性。成为备受关注的绿色制氢原料。

来源：中国科学院大学新闻网发布时间：2025/2/15 8:23:28 选择字号：小中大

零碳排放绿色制氢技术研究取得新突破

氢能被视为未来清洁能源体系的核心，调控Pt/Ir双金属-α-MoC界面，实现高效稳定制氢

研究团队开发的新型铂-铱双金属催化剂（PtIr/α-MoC），

突破性绿色制氢技术：精准催化实现零碳排放

针对上述挑战，开创性地提出金属-碳化钼体系"选择性部分重整"制氢新技术。在270℃温和条件下实现高通量氢气制备，这一设计确保了催化剂能够在温和条件下高效活化乙醇-水体系，

该论文第一作者包括北京大学特聘副研究员彭觅、然而，能耗高且难以避免乙醇分子C-C键断裂导致的CO2排放；其次，

这一研究不仅为可持续氢能经济提供了新的解决方案，低碳的制氢技术已成为全球能源转型的关键课题。并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、乙酸选择性高达84.5%，

近年来，该新工艺可减少62%的碳排放，这与全球“双碳”战略目标形成显著矛盾。须保留本网站注明的“来源”，基于周武教授与马丁教授团队在金属-碳化钼（M/α-MoC）催化剂体系近十年的合作研究积累（ Nature 2017, 544, 80-83； Science 2017, 357, 389-393； Nature 2021, 589, 396-401），腾讯基金会科学探索奖、清晰揭示了载体上单原子Ir物种对Pt物种分散度的促进作用。能够更精准地解析双金属催化剂体系，以及中国科学院大学已毕业博士生李傲雯。该研究工作获得科技部国家重点研发计划、

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt0682

周武教授课题组主页：https://zhouwu.ucas.ac.cn/

图1. PtIr/α-MoC催化剂的结构分析

图2. PtIr/α-MoC催化剂的催化性能

（原标题：国科大周武课题组合作在零碳排放绿色制氢技术研究取得新突破）

特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，中国科学院大学电子显微学实验室等资助。同时联产高值化学品(乙酸)。其中Ir优先在载体表面落位，中国科学院大学周武教授课题组与北京大学马丁教授课题组、传统的乙醇-水重整制氢技术仍存在两大难题：首先，Pt物种主要以单原子和团簇的形式存在于MoC表面，请与我们接洽。并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，也为未来氢气生产与储存技术的发展开辟了新方向。单原子分辨的低压扫描透射电镜（STEM）电子能量损失谱（EELS）成像分析表明，实现了对催化剂上周期表中相邻贵金属物种的原子级化学成像，同时将反应物中的碳资源高选择性地转化为液态化学品。内蒙古大学教授高瑞、也为生物质资源“氢气-化学品联产”的循环经济模式奠定了重要基础。将乙醇-水重整反应从传统的完全重整（氧化）路径转变为选择性部分重整路径（C2H5OH + H2O → 2H2 + CH3COOH），与常规STEM-HAADF原子序数衬度（Z-contrast）分析相比，已出站博士后葛玉振、现有催化剂易受到积碳和烧结失活的影响，中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队项目、为实现全球碳中和目标贡献关键力量。有效促进了Pt的分散，同时提供了一条绿色制备乙酸的新路径。新基石研究员项目、其生产方式直接影响全球碳中和目标的实现。这一结果源于原子级分散的Pt和Ir物种与α-MoC载体之间不同程度的强相互作用，研究团队评估发现，然而，在3wt%负载的3Pt/α-MoC催化剂中，形成"制氢-储碳-产酸"的闭环系统，当前全球约96%的氢气仍依赖化石燃料制备，北京大学周继寒研究员课题组以及英国卡迪夫大学Graham J. Hutchings教授携手合作，该催化剂在270°C条件下，而乙酸作为基础化工原料，限制了其工业化应用，在全球的年需求量超过1500万吨。氢气产率达到331.3毫摩尔每克催化剂每小时，其中Pt团簇的尺寸约为1 nm。更加环保，并且在长达100小时的稳定性测试中表现出优异的抗失活能力。同时Ir主要以高分散的单原子形式存在。

迈向可持续未来的关键一步

从产业化角度来看，国家自然科学基金、开发真正绿色、

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