实现氢气的低温制备和存储入选2017年度中国科学十大进展

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2月27日，科技部在京发布“2017年度中国科学十大进展”。北京大学化学与分子工程学院马丁研究员与山西煤化所煤转化国家重点实验室温晓东研究员、大连理工大学石川教授等合作研究的“实现氢气的低温制备和存储”成果入选十大进展。

　　氢能被誉为下一代二次清洁能源，但氢气的高效制备以及安全存储和运输一直以来是阻碍氢能大规模应用的瓶颈。通过水和甲醇低温液相重整反应原位产氢，在释放出甲醇中存储的氢气的同时，也解离了等摩尔的水而释放出额外的氢气，同时，甲醇便于运输，因此，成为利用氢能的可行途径。这种反应装置简单、能耗低，容易车载或耦合于聚合物电解质膜燃料电池中，且释放出的氢气重量占比达18.8%。本成果在于将单原子铂分散在面心立方结构的碳化钼（α-MoC）上制备了性能优异的甲醇-水重整催化剂，在较低温度（150~190oC）下，每摩尔铂每小时产氢量达到18046 mol，与报道的低温甲醇重整催化剂相比，提高了约两个数量级。主要原因是α-MoC具有非常强的解离水的能力，而且与铂解离甲醇的能力相匹配。

　　同时，研究人员还突破了水煤气变换产氢过程（CO+H2O=CO2+H2）在低温条件下高反应转化率与高反应速率不能兼得的难题，发展了基于Au/α-MoC的新型催化体系。相关研究成果分别发表在2017年4月6日《自然》（Nature, 544(7648): 80–83）和2017年7月28日《科学》（Science, 357(6349): 389–393）。

　　上述研究成果被多家科学媒体报道并给予了高度评价，美国化学会C&E News杂志和英国皇家化学会Chemistry World杂志分别以“氢能源：制备氢燃料新过程”和“新型催化剂点亮氢能汽车未来”为题进行了亮点报道，认为“随着此高活性催化体系的研发成功，把氢气存储于甲醇并在需要时重整释放的概念可得到实际应用，这是氢能储存和输运体系的一个重大突破”。

　　“中国科学十大进展”由中华人民共和国科技部基础研究管理中心等部门组织开展，涵盖了自然科学所有领域的重要进展，是我国基础研究传播工作的品牌项目，截至2018年2月已举办13届。2017年度其遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节，邀请中国科学院院士、中国工程院院士、973计划顾问组和咨询组专家、973计划项目首席科学家、国家重点实验室主任等2200余名专家学者，对从270项成果中选出的30项候选科学进展进行投票，得票数排名前10位的科学进展入选“2017年度中国科学十大进展”。评选活动的开展为加强科学精神、科学知识和科学方法的普及，增进全社会对我国基础研究工作的关注发挥了积极的促进作用。