新型高效低溫工業產氫催化劑

美國布魯克海文國家實驗室、北京大學、大連理工大學、中國科學院組成的國際合作研究組突破了以可還原性載體分散貴金屬為低溫變換催化劑的傳統研究思路，利用過渡金屬碳化物熱穩定性好且與被分散金屬有較強相互作用的特點，構建了雙功能碳化物負載金催化劑Au/α-MoC，立方相α-MoC低溫活化解離水，被分散的金促進低溫CO吸附活化，在界面處完成重整反應並生成氫氣。

在該研究中，北京大學課題組發現了新的合成方法，在反應中原子配置具有高度的活躍性。布魯克海文國家實驗室課題組在破譯這種配置的高催化活性的原因方面發揮了關鍵作用，研究人員利用X射線衍射和國家同步光源（NSLS）進行了結構研究，揭示不同溫度、不同操作條件下關鍵細節結構的變化情況。此外，研究人員還開發出模型和理論框架來解釋催化劑的工作機制。

該催化劑可將水煤氣變化反應溫度大幅降低至120℃。在空速高達180000 h-1的反應條件下，反應活性達到1.05 molCO/（molAu?s），CO轉化率超過95%，有效解決了水煤氣變換反應低溫條件下高反應轉化率與高反應速率不能兼得的難題。該研究工作構建了新的低溫產氫體系，為氫能經濟的推廣以及氫氣純化過程提供了新思路。

相關研究工作發表在Science（文章標題：Atomic-layeredAu clusters on α-MoC as catalysts for the low temperature water-gas-shiftreaction）。

資料來源：

New Efficient,Low-Temperature Catalyst for Converting Water and CO to Hydrogen Gas and CO2

https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=112305

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