北京大学教授团队发布创新研究：氢能制备技术迎来重大突破

氢能被广泛认为是未来全球能源系统的重要支柱，作为一种清洁能源，它具有显著的环保优势。随着全球对可持续发展和清洁能源需求的日益增长，氢能的制备和应用技术成为研究的热点。近日，北京大学的马丁教授及其科研团队在氢能制备技术上取得了显著突破，相关研究成果分别发表在《Nature》和《Science》杂志，为氢能的高效、安全、环保制备提供了新的理论基础和实践路径。

稀土改性催化剂的创新

在《Nature》杂志发表的研究成果中，题为“Shielding Pt/γ-Mo2N by Inert Nano-overlays Enables Stable H2 Production”，研究团队着重探讨了催化剂的稳定性。这一研究不仅延续了马丁教授在甲醇和水重整制氢方面的研究，更是创新地引入了稀土元素对催化剂进行改造。研究表明，稀土元素在催化剂表面形成“保护层”，能够显著提高催化剂的活性和耐久性。

具体而言，研究发现每个铂（Pt）原子在催化过程中可以产生高达1500万个氢分子，这一历史性的新记录，意味着新型催化剂不仅高效，而且在稳定性方面也具有显著优势。这种催化剂的使用寿命得到了极大的提升，为氢气的高效、稳定生产提供了全新的思路。研究团队的实验结果还表明，通过优化催化剂的结构和组成，可以有效降低氢气制备过程中的能量损耗，从而提高整体的能量转换效率。

零碳排放制氢路径的探索

另一方面，北京大学教授团队在《Science》杂志上也发表了一项新的研究，题为“Thermal catalytic reforming for hydrogen production with zero CO2 emission”。这项研究集中于乙醇和水分子的重整，致力于探索一种零碳排放的制氢路径。现代社会对环境保护的呼声日益增高，零碳排放的工业化制氢技术能够有效应对这一挑战。

研究团队开发了一种新型的Pt-Ir/α-MoC界面催化剂，成功实现了水分子和乙醇分子的同步活化，同时避免了乙醇分子C-C键的断裂。这种创新的催化剂实现了在常规条件下的高效催化反应，标志着零碳制氢技术的重要进展。这一成果进一步奠定了零排放的工业制氢的科学基础，为未来氢能的广泛应用创造了条件。

实际应用前景和意义

随着技术的进展，稀土改性催化剂的使用显著提升了制氢效率和使用寿命，预示着氢气的大规模工业化生产成为可能。同时，零CO2排放制氢技术的研发，为可持续发展的绿色化学路径开辟了新思路。这不仅意味着氢气的清洁生产，也为资源的高效利用创造了新的机遇。

在未来的能源结构中，氢能的重要性将愈加凸显。研究团队的双重成果不仅为我国氢能技术的发展注入了新的动力，也将为全球氢能研究提供参考。随着全球对清洁能源需求的增长，氢能的生产和应用技术势必成为产业技术突破的重要方向。

北京大学教授团队的研究成果为氢能的制备技术带来了显著创新，特别是在催化剂的长期稳定性和零碳排放制氢路径方面。未来，这些技术的进一步发展和应用将对推动全球能源结构的转型、实现碳中和目标具有深远影响。随着研究的不断深入，我们期待在不久的将来，氢能能够在更广泛的领域内发挥其潜力，为人类的可持续发展做出更大贡献。

如欲了解更多细节，可以访问相关研究论文的链接：

1. [Nature论文链接](https://www.nature/articles/s41586-024-08483-w)

2. [Science论文链接](https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt0682)