作者:刘万生 石川 周学飞 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/3/5 10:14:37
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大连理工参与成果入选2017中国科学十大进展

 

日前,科技部在京发布“2017年度中国科学十大进展”。 由北京大学化学与分子工程学院马丁研究组、中国科学院山西煤炭化学研究所温晓东研究组以及大连理工大学石川研究组合作的“实现氢气的低温制备和存储”入选“2017年度中国科学十大进展”。

氢能被誉为下一代二次清洁能源,但氢气的存储和输运一直以来是阻碍氢能源大规模应用的瓶颈。

大连理工大学化工与环境生命学部化学学院物理化学教研室石川课题组与北京大学马丁课题组、山西煤化所/中科合成油温晓东课题组、中国科学院大学周武课题组合作,在水与甲醇液相重整制氢反应中,发展出一种α-MoC1-x原子级分散的Pt催化剂:铂与碳化钼基底之间强的相互作用使得铂以原子级分散在碳化钼纳米颗粒表面,形成了高密度、高分散的原子级Pt活性中心并调变了Pt的电子结构。原子级分散的铂能最大程度地提高贵金属铂的利用率,以产氢活性估计,仅需含有6克铂的该催化剂即可使产氢速率达到1 kgH2/h,基本满足商用车载燃料电池组的需求。该研究工作构筑了新的化学高效储氢-放氢体系,为燃料电池的原位供氢提供了可行途径。

研究团队利用过渡金属碳化物热稳定性好且与被分散金属有较强相互作用的特点,构筑了双功能碳化物负载金低温水汽变换制氢催化剂:立方相α-MoC1-x低温活化解离H2O,被分散的金促进低温CO吸附活化,在界面处完成重整反应并生成H2。该催化剂可将水汽变换反应温度大幅降低至120℃。在空速高达180,000/ h的反应条件下,反应活性达到1.05 molCO/(molAu*s),较文献报道提升了二十余倍,而CO转化率超过95%,有效解决水汽变换反应低温条件下高反应转化率与高反应速率不能兼得的难题。

研究成果以“Atomic-layered Au clusters on α-MoC as catalysts for the low temperature water-gas-shift reaction”为题发表于2017年6月22日的国际顶级期刊Science上。石川教授是该论文的共同通讯作者,博士生张晓是论文的共同第一作者,陈冰冰讲师是论文的作者之一。他们在新型Au/α-MoC1-x催化剂的构建,及其优异的低温WGS反应性能的发现中具有突出的贡献。相关研究成果拥有自主知识产权,已授权中国发明专利 (专利号:ZL 2015 1 0253637.6)。

 
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