北京大學發布消息，《自然》雜志2月12日刊發了一項顛覆性催化技術突破：北京大學馬丁教授課題組與中國科學院大學周武教授課題組合作，開發出全球首例兼具超高活性與超長穩定性的甲醇-水重整制氫催化劑。該研究通過獨創的稀土氧化物“納米防護盾”技術，將鉑基催化劑的持續工作時間提升至1000小時以上，催化轉化數突破1500萬次大關。
在甲醇-水重整產氫反應體系中，傳統鉑/立方相碳化鉬催化劑（Pt/α-MoC）雖在低溫條件下展現卓越制氫效率和超高催化活性，但活性載體遇水氧化導致結構退化的問題始終無解——這直接造成現有催化劑平均壽命不足200小時。研究團隊聚焦困擾催化領域多年的“活性-穩定性權衡”難題，針對Pt/α-MoC體系存在的致命缺陷展開攻關。
研究團隊首次實現了對催化劑活性位點的分子級精準防護，創造性地在Pt/γ-Mo?N催化劑表面構筑鑭系氧化物納米覆蓋層，形成三重防護機制：物理屏障，薄至單原子厚的惰性La?O?層隔絕水分子與高活性載體直接接觸；結構調控：稀土保護層阻止Pt物種的遷移和聚集；位點鎖定：選擇性覆蓋非必要表面位點，保留關鍵催化活性界面。
這種“精準防護”理念帶來驚人效果：在240°C反應條件下，新型Pt/La-Mo?N催化劑的衰減速率較傳統催化劑降低兩個數量級，持續運行42天后仍保持98%以上初始活性；1500萬的催化轉化數更是刷新該領域世界紀錄，相當于單個Pt原子在運行周期內可以制備超過1500萬個氫氣分子，為長期穩定制氫提供技術保障。
此外，該研究展現出強大的拓展性，證實釔（Y）、鐠（Pr）、鈥（Ho）等稀土元素，甚至鍶（Sr）等非稀土元素均可構建類似防護層。這種“元素工具箱”特性為定制化催化劑開發提供了無限可能。為未來兼具“高活性、高選擇性和高穩定性”的高性能界面催化劑的設計提供了全新思路。
該技術突破不僅使生物甲醇等綠色氫源的大規模應用成為可能，其防護策略還可延伸至氨分解、燃料電池、可持續化學工業等關鍵領域，為全球能源轉型提供可能方案。
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業務經營許可證：蘇B2-20110130
備案號：蘇ICP備13033418號-1
