發(fā)表于《Communications Chemistry》的一項(xiàng)研究顯示，來自Kyushu University的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種簡單制氫方法：將甲醇、氫氧化鈉和鐵離子混合后，在紫外光照射下即可產(chǎn)生氫氣。

此外，該反應(yīng)的催化活性可與部分已報(bào)道的有機(jī)金屬催化劑和非均相催化體系相媲美。研究團(tuán)隊(duì)還證明，該方法同樣適用于其他醇類以及來源于生物質(zhì)的材料，如葡萄糖和纖維素，從而實(shí)現(xiàn)制氫。

從微芯片電路到生病時(shí)服用的藥物，現(xiàn)代生活的方方面面都離不開催化劑。因此，催化劑的研發(fā)不僅具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也是維系現(xiàn)代社會運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。

通常而言，催化劑由金屬及其化合物組成，并以復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式存在。雖然這使其效率較高，但也意味著成本較高、制備過程復(fù)雜。

該研究負(fù)責(zé)人、Takahiro Matsumoto（九州大學(xué)工程學(xué)院副教授）表示：“我們課題組長期致力于開發(fā)由豐富且廉價(jià)元素構(gòu)成的催化劑。這一次，我們將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向可持續(xù)性，探索常見金屬在制氫催化中的應(yīng)用潛力。氫氣是一種清潔能源載體，在使用過程中不會產(chǎn)生二氧化碳。然而，目前大多數(shù)氫氣仍來自化石燃料，因此必須開發(fā)可持續(xù)的制氫方法，才能實(shí)現(xiàn)積極的生態(tài)效益。”

研究團(tuán)隊(duì)最初嘗試使用有機(jī)金屬鐵配合物從甲醇中制取氫氣。甲醇等醇類化合物含有可通過“脫氫反應(yīng)”釋放的氫元素，但該過程通常需要由稀有或昂貴金屬構(gòu)成的復(fù)雜催化劑。在實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員卻意外獲得了不同尋常的結(jié)果。

“可以說是一次令人難以置信的偶然發(fā)現(xiàn)。在對照實(shí)驗(yàn)中，我們將甲醇、鐵離子和氫氧化鈉混合，并用紫外光照射，竟然產(chǎn)生了相當(dāng)可觀的氫氣。”Matsumoto表示。

“起初我們很難相信這一結(jié)果，但隨后進(jìn)行了驗(yàn)證和進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，并最終確認(rèn)了這一現(xiàn)象。我們測得的產(chǎn)氫速率為每克催化劑每小時(shí)921毫摩爾，這一水平可與目前已報(bào)道的最佳催化體系相媲美。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)，該體系不僅適用于多種醇類，還可從葡萄糖、淀粉和纖維素等物質(zhì)中產(chǎn)生氫氣。

團(tuán)隊(duì)表示，未來將進(jìn)一步優(yōu)化這一方法，以推動更可持續(xù)的氫能技術(shù)發(fā)展。

“本研究的一個(gè)局限在于，我們尚未完全弄清其反應(yīng)機(jī)理。此外，雖然我們觀察到其他底物也可產(chǎn)氫，但其催化活性仍然較低。”Matsumoto總結(jié)道。

“最后，這一反應(yīng)非常簡單，從小學(xué)生到對科學(xué)感興趣的成年人都可以復(fù)現(xiàn)。我鼓勵大家親自嘗試，并希望這能激發(fā)更多人投身科學(xué)研究。”

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s42004-026-02009-3?utm_source=chatgpt.com

（素材來自：Kyushu University 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）