我所肼分解制氢研究取得重要进展

近日,我所张涛研究员领导的研究团队在肼分解制氢反应中取得重要进展,首次采用廉价的镍催化剂在室温条件下实现了水合肼高效分解制氢。研究结果以通讯形式发表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

肼(N2H4)是一种重要的液体推进剂,广泛应用于各种航天飞行器的姿态和轨道控制。肼与水结合形成水合肼(N2H4?H2O),性质变得相对稳定,同时,水合肼仍具有高达8%的氢质量密度,因此可以作为一种理想的储氢材料满足特殊场合下的用氢需要。该过程难点在于高性能催化剂的开发,需要提高其在温和条件下的制氢选择性和活性。现有研究结果主要集中于贵金属合金纳米粒子催化剂,开发非贵金属催化剂,实现常温条件下水合肼高效分解制氢具有很大的挑战性。张涛研究员领导的团队长期致力于肼分解催化剂的研究,围绕贵金属的高效利用与替代开展了系统的基础研究。此次,他们利用水滑石材料作为前驱体制备了一种新型的镍-氧化铝催化剂,材料兼顾高的金属分散度和强的碱性,能够在室温下完全分解水合肼,氢气选择性可达98%。

本工作首次实现了非贵金属催化剂在室温条件下高效分解水合肼制氢的过程,为开发高效氢源提供了新的思路。

以上研究得到了国家自然科学基金委和中国科学院相关项目的资助。(文/图 黄延强、贺雷)

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