中国学者最新科研成果：减少贵金属用量显著提高绿色氢气生成效率

中新网上海2月14日电 (记者 陈静)《科学》(Science)主刊14日凌晨刊登了中国学者的创新型研究成果。他们合成了具有极高催化活性和稳定性的铱/铈嵌入式负载催化剂，在减少贵金属用量的同时显著提高了绿色氢气的生成效率，为绿色氢能的可持续发展奠定了新的里程碑。

随着全球应对气候变化和能源转型的压力日益加剧，绿色氢气(简称：绿氢)作为一种高效、可持续的能源载体，越来越受到关注。绿氢有三种基本用途：储能载体、还原性燃料、基本化工原料，在推动“碳中和”目标实现中具有关键作用。在绿氢的生产过程中，PEMWE电解水技术是当前最为前沿的技术之一，其高效分解水产生氢气的能力使其在全球绿色氢能的产业化进程中占据重要地位。PEMWE技术的广泛应用仍面临几个技术瓶颈，其中最主要的挑战之一便是催化剂成本和性能问题。

为了突破这一瓶颈，复旦大学张波、徐一飞、段赛、徐昕合作团队提出了一种创新的嵌入式负载型催化剂设计方案。“形象来说，负载型催化剂看上去就像我们早餐吃的麻球，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化铱，正是这些‘芝麻’在发挥催化作用。”张波打比方道。但这种结构就导致一个问题——电解水制氢过程中会产生大量气泡，不断冲刷催化剂，导致“芝麻”易脱落。如何才能让“芝麻”不容易脱落？张波想到了牙齿：“牙齿是种在牙床上的，如果把‘芝麻’一半嵌在麻球里，一半露在外面，那么气泡再冲刷，‘芝麻’也不会轻易脱落了。”这种设计不仅节省了贵金属铱的用量，也因为载体对催化剂的调控，提升了催化性能。

经过团队的协同攻关，学者们对该催化剂进行了长达6000小时的PEMWE工况测试。根据实验结果估算，由此制备出来的PEMWE设备寿命高达15年以上。根据国际能源署(IEA)的预测，到2050年，全球氢气需求将达到亿吨以上，其中大部分来源于绿色氢气。复旦大学的这一研究成果为实现这一目标提供了新的技术支撑。

据悉，此次研究成果的发布，标志着PEMWE技术在催化剂设计方面的重大突破，将直接促进绿色氢气产业化进程的加速。随着PEMWE技术的不断发展，氢气的应用领域也将不断拓宽，从传统的化工、石油冶炼、冶金等工业领域到燃料电池交通、分布式发电、能源存储等多个领域，氢能有望成为未来全球能源体系的支柱之一。(完)