中俄科学家联手推动甲酸制氢技术研发

据俄罗斯行业网站наука.рф报道，俄罗斯和中国科学家在俄罗斯科学基金会的支持下,正着手研究从生物质中高效制氢的新技术。催化研究所新闻处透露,他们将研发一套催化系统,从淀粉和葡萄糖的分解产物——甲酸中提取氢气。

随着环保议题日益受到重视,氢气储存和合成技术的研发也在提速。俄罗斯目前占全球氢气产量的7%左右,目标是到2030年把这个数字提升到20%。

甲酸因为来源广、性质稳定、毒性低,被认为是很有前途的氢气载体。

俄罗斯科学院西伯利亚分院催化研究所和中国电子科技大学的研究人员正在攻克一系列技术难题,开发氢气两阶段合成的催化系统:先从淀粉和葡萄糖等生物质中制备甲酸,再从甲酸里提取氢气。

传统方法是用天然气或煤炭与水蒸气反应制氢,温度得超过700°C。新的两阶段工艺能把温度降到150°C。这项工作由俄罗斯科学基金会资助,催化研究所科学主管、俄罗斯科学院院士瓦连京·帕尔蒙负责指导。

催化研究所非传统催化过程部首席研究员尼古拉·格罗莫夫说:

"我们想深入研究单原子催化剂的应用。我们所里的团队在制造含氮载体方面有经验,特别是碳基载体,能让这些活性中心保持稳定。

这个项目的重点包括:为生物质转化的两个阶段分别开发单原子和双单原子催化剂;研究液相和气相条件下,用非均相催化剂从甲酸中产氢;还要对生物质水解氧化后溶液里的化合物进行研究。

另外,我们还会用量子化学方法计算催化系统和甲酸的相互作用机制。"

单原子催化剂载体的研究由德米特里·布卢舍夫和奥尔加·波季亚切娃负责。他们要找出合成催化剂的最佳条件,测试甲酸的液相分解和气相反应,搞清楚反应机理。

布卢舍夫解释道:"用载体上的氮中心来稳定原子催化剂,活性往往比纳米颗粒催化剂更高。选择性也是个关键问题,我们不希望产生CO和水这些副产物。实验发现,单原子催化剂的选择性能达到99%,产出的氢气里几乎检测不到一氧化碳。"

中国电子科技大学教授向宽荣（音译）认为,国际合作能加快氢能技术的发展进程:

"我们在项目中主要研究基于过渡金属的单原子和双金属催化材料,评估它们在光催化制氢中的表现。国际合作的好处是显而易见的——各个团队可以优势互补,共享资源和知识,一起把太阳能转化为清洁的化学能。"

铂道综合俄罗斯行业网站报道。