清华大学等联合研究团队研发的高效催化剂可稳定制备高纯氢气

1月2日，清华大学与香港理工大学等联合研发团队研发出一种沸石包封的亚纳米PtFe催化剂，并在具有挑战性的反应条件下具有高活性、选择性和稳定性，用在甲基环己烷（MCH）脱氢反应中可稳定生产高纯度氢气（H₂）。该成果发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。

氢气的大规模储存和运输对建立基于氢能的可持续社会至关重要。而液态有机氢载体（LOHC）被认为是大规模氢气储存和运输的有前景的载体，其中甲苯–甲基环己烷循环因其低成本及其与当前化学品运输基础设施的兼容性而广受工业界和学术界关注。基于甲苯–甲基环己烷循环的氢气储存/运输装置的大规模部署依赖于使用高性能催化剂，特别是通过甲基环己烷脱氢释放氢气的过程。对此，该研究团队通过在刚性沸石基质中加入具有精确控制组成与位点的亚纳米PtFe簇，开发出一种用于MCH脱氢反应的高效催化剂。研究表明：沸石包封的PtFe簇在甲基环己烷脱氢为甲苯方面表现出最新的最高反应速率，对甲苯的化学选择性非常高，能够生产H₂的纯度大于99.9%，稳定性大于2000小时，并且在连续的反应再生循环中具有可再生性。该成果可以扩展到基于其他LOHC（如苄基甲苯和二苄基甲苯）的储氢系统，这对加快储氢产业发展具有重要意义。