新成果入選2017年中國科學十大進展

科學導報訊 記者耿倩 3月2日，記者從山西省科技廳獲悉，科技部基礎研究司與科技部基礎研究管理中心發布了2017年度中國科學十大進展。其中，由中科院山西煤炭化學研究所聯合北京大學、大連理工大學、中國科學院大學研究團隊研究的成果“實現氫氣的低溫制備和存儲”入選。

氫能被譽為下一代二次清潔能源，氫燃料電池是最具潛力的新一代能量提供系統，它將化學能高效轉化為電能，被廣泛用于航空航天、汽車以及其他固定和移動能量提供體系中，但是氫氣化學性質活潑，氫氣的儲存就成為氫燃料電池應用的關鍵。雖然國外有公司實現了氫燃料電池汽車的示范，但氫氣儲存在約120升、壓力高達700公斤的鋼瓶，其安全性不容樂觀，并且城市內加氫基礎設施建設亦存在一定隱患。而目前其他的氫氣儲放體系，或價格昂貴，或存儲容量有限。

針對這些不足，中科院山西煤化所研究員溫曉東課題組與北京大學化學與分子工程學院馬丁、大連理工大學石川、中國科學院大學周武等課題組合作，從實驗設計出發，結合理論計算，開發出新型原子級分散的鉑-碳化鉬雙功能催化劑，實現了在低溫下（150℃～190℃）高效的產氫效率。溫曉東研究員介紹，原子級高度分散的特點是能最大限度地提高貴金屬鉑的利用率，以產氫活性估計，僅需含有6克鉑的該催化劑即可使產氫速率達到1kgH2/h，基本滿足商用車載燃料電池組的需求。以目前甲醇市場價格（2400元/噸）計算，采用此技術路徑儲放氫氣，氫燃料電池汽車每百公里燃料價格僅需約13元，而加60～80升甲醇可供家用小轎車行駛600～1000公里。

該研究工作構建了新的化學高效儲放氫體系，為含碳資源高效清潔轉化利用提供了新的方向，實現了從含碳資源到無碳能源的高效溫和轉化，為氫能制備、存儲及安全利用提供了新的思路，并有望作為下一代高效儲放氫新體系得到應用。同時，該研究團隊在水煤氣變換產氫過程中也突破了低溫條件下高反應轉化率與高反應速率不能兼得的難題，發展了基于Au/α-MoC的新一代催化過程。