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。针对这些不足，一种可能的解决方案是将氢气存储于液体甲醇中，通过水和甲醇的液相重整反应原位产氢供燃料电池使用，在释放出甲醇中存储的氢气的同时也活化等摩尔的水而释放出额外的氢气。 

　　最近，北京大学化学与分子工程学院马丁课题组与中国科学院大学周武、山西煤化所/中科合成油工程有限公司温晓东以及大连理工大学石川等课题组合作，针对甲醇和水液相制氢反应的特点，采用铂-碳化钼（Pt/α-MoC）双功能催化剂（实现对水和甲醇的高效活化，在低温下（150-190 ℃）获得了极高的产氢效率。相关研究成果发表于3月23日的Nature上（Low-temperature hydrogen production from water and methanol over Pt/α-MoC catalysts, Nature, 2017, DOI: 10.1038/nature21672）。该成果在北大科技开发部的支持下已经申请了PCT专利。 

　　图来源：C&EN 

　　金属铂（Pt）与碳化钼（MoC）基底之间存在着非常强的相互作用，使得铂以原子级分散在碳化钼纳米颗粒表面，构筑出高密度的原子尺度催化活性中心。水的活化在碳化钼中心完成，而甲醇活化发生在铂中心。原子级高度分散的Pt中心和碳化钼基底之间的协同作用能够在两者界面实现对反应中间体的高效活化，从而使得整个催化剂在甲醇和水液相反应中表现出超高的产氢活性，在150 ℃就能以2,276 mol_H2/(mol_Pt*h)的反应速率释放氢气，进一步提高温度至190 ℃，放氢速率可达18,046 mol_H2/(mol_Pt*h)，较传统铂基催化剂活性提升了近两个数量级。该研究为甲醇水液相重整制氢与燃料电池的联用提供了可靠的催化剂选择。 

　　作者表示，仅以产氢活性估计，该催化剂已基本达到商用车载燃料电池组的需求，仅需6克铂即可使产氢速率达到1 kgH₂/h。以目前甲醇市场价格（2400元/吨）计算，采用此路径储放氢气，氢燃料电池汽车每百公里燃料价格仅需约13元，而加60-80升甲醇可供家用小轿车行驶600-1000公里。该研究工作构建了化学高效储放氢新体系，为以甲醇为储氢平台分子经燃料电池转化为电能的利用途径提供了新的思路。 

　　多个科技媒体网站（美国化学会C&EN、RSC化学世界chemistryworld.com、物理学家组织网phys.org、X-MOL）对该成果进行了评述报道。

　　基于原子级分散铂-碳化钼催化体系的甲醇和水液相低温反应制氢示意图，图来源：北京大学