科學家近日在清潔能源轉化領域取得重要突破,成功開發出一種以錳元素為核心的新型催化劑,可將二氧化碳高效轉化為具有儲氫潛力的甲酸鹽。這項研究為氫燃料電池的可持續發展提供了創新解決方案,相關成果已發表于國際權威化學期刊。
作為地殼中儲量豐富的過渡金屬,錳具有成本低廉、環境友好等顯著優勢,被視為替代鉑等貴金屬催化劑的理想材料。研究團隊通過獨特的分子結構設計,在催化劑配體中引入額外供體原子,成功解決了傳統金屬催化劑易失活的技術難題,使新型催化劑在保持高活性的同時,使用壽命得到顯著提升。
氫燃料電池作為零排放能源技術,其商業化應用長期受制于氫氣制取與儲存難題。相比之下,甲酸鹽作為新型儲氫介質展現出獨特優勢:該物質已實現工業化生產,在皮革加工、食品防腐等領域有成熟應用,且常溫常壓下即可穩定儲存氫能。此次研究開辟了"負碳制造"新路徑,通過直接捕獲空氣中的二氧化碳進行轉化,既減少溫室氣體排放,又生產出高附加值化學品。
傳統甲酸鹽生產工藝依賴化石燃料,每生產1噸產品會伴隨約0.5噸二氧化碳排放。新研發的電催化體系在常溫常壓下即可運行,通過可再生能源驅動反應過程,實現了從溫室氣體到清潔能源載體的閉環轉化。實驗數據顯示,該催化劑在連續反應100小時后仍保持85%以上的初始活性,轉化效率達到行業領先水平。
這項突破性成果為二氧化碳資源化利用提供了新范式。研究團隊正在優化反應條件,探索將產物直接應用于氫燃料電池系統的可能性。隨著全球碳中和進程加速,這種基于豐富金屬的催化技術有望推動清潔能源產業向更經濟、更環保的方向發展,為應對氣候變化提供創新技術支撐。











