【海川化工科技前沿】大连化物所利用光催化实现金属有机化合物储氢材料的可逆加脱氢循环

大连化物所利用光催化实现金属有机化合物储氢材料的可逆加脱氢循环

发布时间：2025-04-11


近日，我所氢能与先进材料研究部氢化物能源化学研究中心（DNL1901组群）陈萍研究员、何腾研究员与华中师范大学饶立副教授合作，在团队前期开发的金属有机化合物（Metal Organic Compounds，MOCs）储氢材料研究中取得新进展，利用光催化实现该材料可逆加脱氢循环。

氢能具有能量密度高、来源广泛、无污染等优势，是理想的二次能源。然而，安全高效的储氢载体的缺乏，严重制约了氢能大规模应用。前期，陈萍、何腾团队提出金属取代有机物中活泼氢的策略，开发出金属有机化合物储氢材料新体系（Angew. Chem. Int. Ed.，2019；Energy Storage Mater.，2020；J. Energy Chem.，2025），解决了高储氢量和理想脱氢焓变难以兼得的难题；并将该类储氢材料应用于固态离子传导领域（Angew. Chem. Int. Ed.，2023；Adv. Funct. Mater.，2024）。然而，金属有机化合物脱氢需打断相对惰性的C−H键，存在较高的动力学能垒，因此亟需开发高效的催化过程，实现其温和条件下快速吸放氢。

本工作中，团队研究了典型的苯酚钠-环己醇钠储氢体系，利用太阳能驱动可逆储放氢。研究发现，在光照情况下，Rh/TiO2可催化苯酚钠-环己醇钠进行可逆加脱氢，脱氢速率相较于热催化过程提升近两个数量级。此外，团队还在真实太阳光下实现了环己醇钠高转化率、高选择性地脱氢至苯酚钠。实验表征和理论计算结果表明，低频光主要作用为产热，为反应提供热量，而高频光则有利于产物苯酚钠脱附，进而实现全光谱下环己醇钠的快速脱氢。



相关研究成果以“Solar-Driven Reversible Hydrogen Storage of Sodium Cyclohexanolate/Phenoxide Pair”为题，发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。该工作的共同第一作者是DNL1901组群博士研究生Khai Chen Tan和裴启俊助理研究员。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

【海川化工科技前沿】大连化物所研究揭示催化剂-载体相互作用机制
https://bbs.hcbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5691877
(出处: 海川化工论坛)