近日，中国科学院上海高等研究院孙予罕研究员和王慧研究员团队在甲醇高效稳定制氢研究中取得重要进展。
氢能源作为一种清洁、高效和零碳的二次能源被认为是未来清洁能源研究发展的方向。但氢气易燃易爆的特性使其安全储藏和运输并不容易，利用液态有机氢载体如甲醇等可通过蒸汽重整技术原位释放氢气，为解决氢的储存和运输问题提供一种可行的方案。
铂(Pt)基催化剂是甲醇重整制氢反应中最具潜力的催化体系之一。传统负载型Pt基催化剂的活性不高且易烧结失活，将金属物种封装到S-1分子筛中被认为是提高稳定性的一种有效手段。同时，作为Pt基催化剂常见的助剂，碱金属钾通常影响催化剂表面中间体和反应途径从而影响催化性能。而碱助剂改性的Pt基催化剂表面往往同时存在Pt⁰和Pt〥⁺物种。在真实反应条件下，Pt基催化剂的真正活性位点和催化途径在以往的研究中尚未明确。
研究团队构筑了一系列限域在S-1分子筛骨架中的碱金属钾改性Pt基催化剂用于甲醇水蒸气重整制氢。结果表明，该催化剂表现出非凡的活性与抗烧结性能。多种先进表征结果显示，S-1分子筛骨架有效阻止了Pt物种的聚集失活，钾物种的加入显著改变铂颗粒的大小。控制实验和机理研究表明，甲醇优先地吸附在Pt⁰位点上，形成甲醛和甲酸甲酯，继而甲醛在Pt⁰位点立即分解为一氧化碳和氢气。而在Pt〥⁺位点上，水分子对甲酸甲酯的亲核攻击产生甲酸，进一步分解为氢气和二氧化碳。
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