太原理工大学潘大海、陈树伟团队|“氢”松储运不是梦:低温高效MCH脱氢催化剂的结构设计与性能突破

研究背景

随着全球能源消耗增加和环境污染问题日益突出，寻找清洁、可再生的能源已成为当务之急。氢能以其高能量密度、可再生性和零排放等优点，被认为是未来最具潜力的绿色能源之一。然而，氢气在常温下体积能量密度低、液化温度极低、易燃易爆等特性，使其在储存与运输方面面临严峻挑战，限制了其大规模应用。

液态有机氢载体技术因储氢密度高、储存时间长、可循环使用等优势，成为解决氢能储运难题的重要途径之一。其中，甲基环己烷（MCH）-甲苯储氢体系因循环稳定性好、毒性低、与现有工业设施兼容性强等特点，备受关注。然而，MCH脱氢反应通常需在高温（>350 ℃）下进行，能耗高且易引发副反应和催化剂失活，因此开发高效、稳定、低温下工作的MCH脱氢催化剂，是实现该技术工业应用的关键。

研究亮点

◇ 创新的载体设计：采用煅烧诱导金属掺杂策略，成功制备具有优异结构和表面性质的介孔Ni-Al复合氧化物载体，显著提升了Pt的分散性。

◇ 超高催化活性：在300 ℃低温下，Pt/MNA催化剂展现出最高3057 mmol/g_Pt/min的氢气释放速率，远超同类Pt基催化剂。

◇ 优异的稳定性和可重复使用性：经过100 h连续反应后仍保持高活性，再生后活性恢复率达89.9%，且无积炭生成。

◇ 界面协同催化机制：发现载体表面的Ni-O-Al键促进了配位不饱和铝物种的形成，通过电子转移增强Pt活性位点的C—H键断裂能力。

图文解析

研究小结

文章相关信息

潘大海，教授，博士生导师。主要从事功能化介孔材料的设计合成及其在固体酸/碱，加氢/脱氢，氧化–还原等多相催化领域中的应用研究。先后主持国家自然科学基金、中国博士后基金、山西省自然科学基金及校企合作等项目8项，现以第一作者或通讯作者在Chemistry of Materials；Journal of Colloid and Interface Science；Chemical Engineering Science；RSC Advances；中国科学: 化学；高等学校化学学报等国、内外专业学术刊物发表SCI收录论文20余篇，授权国家发明专利20余项，获山西省自然科学二等奖1项。

陈树伟，教授。研究方向为绿色催化新方法和新材料、CO₂的催化转化与利用。先后主持国家自然科学基金、中央引导地方科技发展资金、山西省重点研发计划、山西省自然科学基金等项目，并作为学术骨干完成国家“973”项目和国家自然科学基金重点项目。获山西省自然科学二等奖和技术发明三等奖各1项，发表SCI收录论文50余篇，授权国家发明专利15余项，技术转化催化剂系列产品2项和化工产品1项。

期刊介绍

Carbon and Hydrogen由中石化石油化工科学研究院有限公司主办、Wiley公司出版，中国科学院化学研究所韩布兴研究员担任主编。办刊宗旨为报道碳氢相关能源化工领域科学与技术研究成果，促进学术交流，推动成果转化，服务低碳能源发展。本刊由原《中国炼油与石油化工（英文）》全面升级，已被SCI、Scopus、CA、CSCD等数据库收录，并入选“LetPub卓越期刊助力计划”。

本期刊完全开放获取（Open Access），近两年发表文章不收取文章处理费（APC）。Carbon and Hydrogen现全球征稿中，欢迎催化、能源化工、材料等领域的学者积极投稿、引用、阅读，我们一起用科研推动世界向绿而生！

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《石油炼制与化工》，由中石化石油化工科学研究院有限公司主办，1957年创刊，月刊，中文核心期刊，被CSCD、Scopus等收录，主要报道炼油、石油化工领域科技新成果及其应用研究与工程技术开发的新成果，交流企业技术创新和提高经济效益、社会效益的新经验，介绍国外新技术的发展动态。