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西安交大前沿院在新型产氢体系研究中获得新进展
来源:交大新闻网 日期 2017-06-15 08:36 点击:

氢气一直以来被认为是最具应用前景的未来能源。长期以来,基于甲酸、甲醇和甲醛的产氢体系成为人们研究的热点。但是,这些产氢体系仍然存在着一些问题:1、安全问题。由于这些化合物属于易燃、易爆和易挥发的产品,在实际使用中存在安全隐患;2、这些体系在产氢的过程中,必然伴随着CO或CO2的产生。因此气体必须经过后处理后才能使用;3、腐蚀问题,上述产氢体系时常需要加入强碱来促进产氢,对设备造成一定的腐蚀;4、目前报道的产氢体系大部分都是基于贵金属催化剂展开的。

基于以上原因,西安交大前沿院瞿永泉课题组通过原位形成的Cu/Cu2O催化剂,在无添加剂的条件下,实现了N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水之间的脱氢反应产生高纯氢。DMF具有低毒性、高沸点和不易燃与不宜爆的特点。该体系能够有效避免上面提到的问题。通过同位素实验证明产生的氢气中一个氢原子来源于水,另一个氢原子来源于DMF。同时,该反应体系具有很好的催化稳定性。经过17天的催化产氢反应,催化剂产氢速率没有明显的下降,而且氢气作为唯一的气相产物,避免了额外的气体提纯和分离过程,具有很大的应用价值,有望直接与氢燃料电池联用,为其供应高纯氢气,也可以作为供应高纯氢气的可移动器件与平台。

以上研究结果以论文形式于发表在Angewandte Chemie International Edition(影响因子11.709)上,题目为“Additive-free, Robust and High Value-added H2Production from Dehydrogenation between H2O and DMF Catalyzed byin-situFormed Cu/Cu2O”。前沿院博士生张赛为论文第一作者,西安交通大学前沿院为通讯作者单位。

该项研究工作得到了国家“青年千人”项目和国家自然科学基金的支持。瞿永泉教授课题组目前的研究领域为多尺度材料在催化领域中的应用,包括高温催化、光催化、纳米有机催化与电催化(OER 和HER)。

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201704381/full

作者:前沿院 郝明
编辑:星 火

 
 
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