氢能源是一种清洁高效的能源, 其利用虽然已在世界范围内引起广泛关注, 但是如何实现大规模低能耗, 高效及高选择性地从可持续资源制备氢气仍然是氢能源利用中亟待解决的一个关键问题.
近日, 西安交大前沿院有机化学中心李洋研究员课题组和德国莱布尼茨催化研究所Matthias Beller教授课题组合作, 经过近三年的研究, 发展了利用非粮生物质, 如麦秆, 玉米秆, 水稻秆, 芦苇, 甘蔗渣, 竹屑, 以及日常生活垃圾, 如硬纸板, 废报纸为原料, 通过串联160℃下把生物质中的主要成份纤维素和半纤维素转化为甲酸的 '氧化催化' 和90℃下把生物质中的主要成份纤维素和半纤维素转化为甲酸的 '氧化催化' 和90℃下生物质水解氧化反应液放氢的 '还原催化' , 期间无需纯化, 即 '一锅两步法' 进行制氢, 产率高达95%, 伴生的二氧化碳 (CO 2) 经碱液捕获转化为碳酸盐, 产生的一氧化碳 (CO) 及甲烷 (CH 4) 的含量分别不超过22ppm及2ppm, 直接应用于氢燃料电池转化为电能, 实现了相对温和条件下高效高选择性地制氢. 该制氢路线可以进行实验室规模的10克级放大反应.
该成果以论文形式发表在国际催化领域顶级期刊《自然催化》 (Nature Catalysis) , 论文题目为 'Streamlined hydrogen production from biomass' . 前沿院博士后张萍和博士生郭晏君是本文的共同第一作者, 前沿院为该论文的第一通讯单位.
