西安交大前沿院科技人員研發出室溫氮雜環化合物釋放氫氣技術

氫能是一種清潔高效的能源。目前工業上主要採用-253攝氏度下的液態氫或700個大氣壓以上高壓氫氣進行氫能源的存儲和運輸。現有技術成本高且存在安全隱患，是氫能源利用技術中的一個關鍵瓶頸。氮雜環化合物在常溫常壓是穩定的液體或固體，一分子氮雜環化合物可以通過釋放多個氫氣分子生成芳香氮雜環化合物，理論上有望應用到儲氫材料領域，實現常溫常壓下安全有效的存儲和運輸氫氣。然而目前的氮雜環脫氫技術主要是通過金屬催化進行長時間高溫加熱實現。

近日，前沿院有機化學中心李洋研究員課題組報道了室溫氮雜環化合物釋放氫氣的新技術， 即通過藍色LED燈（blue LEDs）和金屬鈷（Co）協同催化，在室溫條件下使得氮雜環化合物順利釋放氫氣，得到芳香氮雜環化合物；同時，生成的芳香氮雜環化合物通過金屬銥(Ir)催化，通過氫氣球或者9.8個大氣壓(1MPa)的氫氣對芳香氮雜環化合物進行氫化再回到初始的氮雜環化合物, 實現了溫和條件下克級氮雜環化合物的脫氫和加氫的催化循環，展示了該方法在儲氫材料領域的潛在應用，是氮雜環化合物應用到儲氫材料領域研究思路的重要突破。

該成果以論文形式發表於國際化學頂級期刊《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 影響因子11.709)，論文題目為「Acceptorless Dehydrogenation of N-Heterocycles by Merging Visible-Light Photoredox Catalysis and Cobalt Catalysis」. 論文的第一作者是博士生何科瀚，前沿院為該論文的唯一通訊作者單位。

李洋研究員課題組目前的研究主要集中在發展高效的脫氫和加氫的催化體系, 應用於脫氫偶聯，生物質制氫和儲氫材料。(通訊員 郗姣)