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中科院大学与北大联合研制出超长效制氢催化剂

2026-02-10

联合科研团队在铂基催化剂表面构筑了一层特殊的稀土氧化物纳米“保护罩”。这一创新结构精准保护了催化界面的核心位点,使其在甲醇-水重整制氢反应中连续稳定运行超过1000小时,催化转化数突破1500万次,为低成本绿氢的规模化生产扫清了关键障碍。

该 “纳米盾” 策略具备高度普适性,除镧(La)外,钇(Y)、镨(Pr)、钬(Ho)等稀土元素,以及锶(Sr)等非稀土元素均可构建稳定覆盖层,形成 **“元素工具箱”**,为高性能催化剂设计提供全新范式。

成果可直接应用于分布式制氢、燃料电池车载供氢、工业副产氢提质等场景,显著降低设备维护与催化剂成本,推动氢能从示范走向规模化商用。

研究团队在高活性Pt/γMo₂N催化剂表面,构筑原子级分散的稀土氧化物(La₂O₃)纳米覆盖层,形成 “纳米防护盾”,实现三重稳定机制:

1.物理隔离:隔绝水分子与载体冗余位点,抑制载体深度氧化;

2.位点锁定:锚定铂原子,防止迁移聚集与失活;

3.界面保护:选择性覆盖非关键位点,保留高活性催化界面。

该催化剂铂负载量仅0.26 wt%,大幅降低贵金属成本,同时实现活性与寿命的同步跃升。


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