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　　氫能(neng)作為重(zhong)要(yao)(yao)的清潔(jie)能(neng)源(yuan)，被廣(guang)泛認(ren)為是未來全球(qiu)能(neng)源(yuan)體(ti)系(xi)重(zhong)要(yao)(yao)支(zhi)柱(zhu)，其生(sheng)產(chan)方式直接影響全球(qiu)碳中和目(mu)標的實(shi)現，高(gao)效、穩定、低成本(ben)的氫能(neng)生(sheng)產(chan)，已成為能(neng)源(yuan)科技發展的關鍵挑戰(zhan)。

　　北京大(da)學馬丁(ding)教授團(tuan)(tuan)隊及(ji)合(he)作者聚焦制氫技(ji)術分別于2月13日(ri)及(ji)14日(ri)，在Nature和(he)Science上發表兩項重磅(bang)研(yan)究成果，這位兩刊“雙(shuang)料(liao)”科(ke)學家團(tuan)(tuan)隊為清潔能源領域帶來突(tu)破性進展。

　　兩篇文章，一個目標，多個路徑

　　北京大學馬(ma)丁(ding)教授團隊及合作者此(ci)次發(fa)表的兩(liang)項(xiang)成(cheng)果連續兩(liang)天被刊(kan)發(fa)在(zai)國際頂級學術期刊(kan)，足見其影響深(shen)遠。盡(jin)管兩(liang)項(xiang)研(yan)究(jiu)都旨在(zai)優化制氫反應，但二者側重點和(he)實現路徑(jing)卻大有不同。

　　研究團隊(dui)在《Nature》雜志發表的(de)研究成果題為“ShieldingPt/γ-Mo2N by Inert Nano-overlays Enables Stable H2 Production”，聚焦催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)穩定(ding)性(xing)(xing)，延續(xu)了(le)馬(ma)丁教授此(ci)前(qian)在甲醇和水重整制(zhi)氫方面的(de)研究，創新性(xing)(xing)地引入(ru)稀土(tu)元(yuan)素對(dui)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)進行改造，開發出了(le)一種全(quan)新且泛用的(de)高(gao)活(huo)性(xing)(xing)產(chan)氫催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)穩定(ding)策略。研究發現，當稀土(tu)元(yuan)素存在于催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)表面并保護住催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)“非界面活(huo)性(xing)(xing)位(wei)”時，催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的(de)壽命得到了(le)大幅提(ti)升(sheng)。具體而(er)言，催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)中每個Pt原子可以(yi)產(chan)生1500萬個氫分子，這一“轉換數(shu)”整整超(chao)過了(le)此(ci)前(qian)報道(dao)的(de)最(zui)高(gao)記(ji)錄一個數(shu)量級。這一歷史性(xing)(xing)突破(po)為高(gao)效、穩定(ding)的(de)制(zhi)氫技術提(ti)供了(le)全(quan)新思路。

　　研究團(tuan)(tuan)隊(dui)在《Science》雜志發表(biao)的(de)(de)題為“Thermalcatalytic reforming for hydrogen production with zero CO2 emission”的(de)(de)研究成果則(ze)聚焦(jiao)于乙醇和(he)水分(fen)(fen)子(zi)(zi)重(zhong)整(zheng)的(de)(de)零碳(tan)排(pai)放制(zhi)氫(qing)路徑。團(tuan)(tuan)隊(dui)開發了(le)一(yi)種高(gao)效的(de)(de)Pt-Ir/α-MoC界面(mian)催化(hua)劑，不僅實現(xian)了(le)水分(fen)(fen)子(zi)(zi)和(he)乙醇分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)同(tong)時(shi)活化(hua)，還成功避(bi)免了(le)乙醇分(fen)(fen)子(zi)(zi)C-C鍵(jian)的(de)(de)斷裂。這意味著(zhu)，除了(le)目標產物氫(qing)氣外，反應還能生成高(gao)附(fu)加值(zhi)的(de)(de)乙酸，同(tong)時(shi)整(zheng)個過程實現(xian)了(le)零CO2排(pai)放。這一(yi)重(zhong)大(da)成果為零碳(tan)排(pai)放的(de)(de)工(gong)業制(zhi)氫(qing)奠定了(le)堅(jian)實的(de)(de)科(ke)學(xue)基礎(chu)。

　　研究團隊(dui)此次(ci)發表在《Nature》雜志的(de)(de)成(cheng)果(guo)突破了(le)催(cui)化(hua)科(ke)學中(zhong)的(de)(de)穩定(ding)(ding)性(xing)瓶頸，首次(ci)在不降低(di)活性(xing)的(de)(de)前提下，實現了(le)高穩定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)界(jie)面催(cui)化(hua)劑設計，為(wei)貴(gui)金(jin)屬催(cui)化(hua)劑的(de)(de)低(di)成(cheng)本、高穩定(ding)(ding)性(xing)應用提供了(le)可行方案(an)，預計未(wei)來(lai)將在綠色(se)能源、氫燃料電池、可持續化(hua)學工業等領域發揮重(zhong)要作用，加速邁向零碳排放(fang)的(de)(de)未(wei)來(lai)。

　　發表在《Science》雜志的(de)成果不僅為(wei)可持續(xu)氫能(neng)(neng)經(jing)濟提(ti)供(gong)了(le)新的(de)解決方(fang)案(an)，也為(wei)未來氫氣生產與儲存(cun)技術的(de)發展開辟了(le)新方(fang)向。隨著(zhu)全(quan)球(qiu)能(neng)(neng)源體系向低碳化(hua)轉(zhuan)型，這項突(tu)破性(xing)的(de)催化(hua)技術有(you)望(wang)成為(wei)推動(dong)綠色氫能(neng)(neng)產業的(de)重要(yao)助力，為(wei)實現全(quan)球(qiu)碳中(zhong)和目標(biao)貢獻關鍵力量。

　　馬丁教授團隊(dui)的兩項研究不僅在學(xue)(xue)術界引起了(le)轟動(dong)，更為(wei)清潔(jie)(jie)能源(yuan)的實際應用提(ti)供了(le)強(qiang)有力(li)的支(zhi)持。作為(wei)中國頂尖高等學(xue)(xue)府，北京大學(xue)(xue)始終致力(li)于推動(dong)科(ke)學(xue)(xue)技術的進步，為(wei)解決全球性挑戰貢獻智慧(hui)和力(li)量(liang)。未來，北大科(ke)研團隊(dui)將繼續以創新為(wei)驅動(dong)，在清潔(jie)(jie)能源(yuan)、環(huan)境保護、生(sheng)命科(ke)學(xue)(xue)等領(ling)域不斷(duan)(duan)突破，助力(li)人(ren)類向(xiang)可持續發展愿(yuan)景不斷(duan)(duan)邁進。

　　論(lun)文鏈接：//www.science.org/doi/10.1126/science.adt0682//www.nature.com/articles/s41586-024-08483-w