氫能源是一種清潔高效的能源, 其利用雖然已在世界範圍內引起廣泛關注, 但是如何實現大規模低能耗, 高效及高選擇性地從可持續資源製備氫氣仍然是氫能源利用中亟待解決的一個關鍵問題.
近日, 西安交大前沿院有機化學中心李洋研究員課題組和德國萊布尼茨催化研究所Matthias Beller教授課題組合作, 經過近三年的研究, 發展了利用非糧生物質, 如麥稈, 玉米稈, 水稻稈, 蘆葦, 甘蔗渣, 竹屑, 以及日常生活垃圾, 如硬紙板, 廢報紙為原料, 通過串聯160℃下把生物質中的主要成份纖維素和半纖維素轉化為甲酸的 '氧化催化' 和90℃下把生物質中的主要成份纖維素和半纖維素轉化為甲酸的 '氧化催化' 和90℃下生物質水解氧化反應液放氫的 '還原催化' , 期間無需純化, 即 '一鍋兩步法' 進行制氫, 產率高達95%, 伴生的二氧化碳 (CO 2) 經堿液捕獲轉化為碳酸鹽, 產生的一氧化碳 (CO) 及甲烷 (CH 4) 的含量分別不超過22ppm及2ppm, 直接應用於氫燃料電池轉化為電能, 實現了相對溫和條件下高效高選擇性地制氫. 該制氫路線可以進行實驗室規模的10克級放大反應.
該成果以論文形式發表在國際催化領域頂級期刊《自然催化》 (Nature Catalysis) , 論文題目為 'Streamlined hydrogen production from biomass' . 前沿院博士後張萍和博士生郭晏君是本文的共同第一作者, 前沿院為該論文的第一通訊單位.
