高效地将水分解产生氢气，实现新突破！这一创新成果将为绿色氢能产业带来革命性进展。

　　2月14日，复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室的张波教授团队、徐一飞青年研究员团队与化学系徐昕教授团队，在《科学》杂志（Science）上发表了关于质子交换膜电解水装置（PEMWE）催化剂的最新研究成果。该成果通过创造性的催化剂设计思路，大幅提高了制氢效率和稳定性，为绿色氢能的可持续发展提供了坚实的技术支撑。

　　创新设计减少贵金属用量，提升转化效率

　　当前，PEMWE电解水技术是生产绿色氢气最前沿的技术之一，但催化剂的性能问题一直是制约其广泛应用的技术瓶颈。传统的铱及其氧化物（IrO）催化剂成本高昂且稀缺，无法满足未来绿色氢能产业的需求。为此，研究团队通过创造性的“熟化诱导嵌入方法”，合成了具有极高催化活性和稳定性的铱/铈嵌入式负载催化剂，在减少贵金属用量的同时，显著提高了绿色氢气的生成效率。

　　该研究团队表示，这种创新的嵌入式负载型催化剂设计方案，不仅提升了OER反应的效率和催化活性，还为绿色氢能的可持续发展奠定了新的里程碑。通过理论计算与实验合作的紧密结合，研究团队成功实现了催化剂的高效合成与稳定应用。

　　熟化诱导嵌入式催化剂的设计思路示意图

　　为了形象地解释这一创新设计，张波教授打比方道：“负载型催化剂看上去就像我们早餐吃的麻球，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化铱，正是这些‘芝麻’在发挥催化作用。”然而，电解水制氢过程中产生的大量气泡会不断冲刷催化剂，导致“芝麻”易脱落。为了解决这一问题，研究团队提出了“在‘麻球’上‘种芝麻’”的想法，通过构建载体生长速率和催化剂成核速率的匹配关系，将IrO纳米颗粒嵌入在氧化铈载体中，形成稳定且高效的负载型催化剂。

　　新型催化剂形成过程的CryoTEM/ET观测、KMC模拟以及PEMWE工况性能检测

　　经过长达6000小时的PEMWE工况测试，研究团队发现，熟化诱导嵌入方法有效防止了铱颗粒的溶解、脱落和团聚，显著提高了催化剂在长期运行中的活性和稳定性。这一创新成果不仅全面超出了相关国际标准，还为绿色氢气生产提供了更多创新方案。

　　氢能应用前景广阔

　　随着全球应对气候变化和能源转型的压力日益加剧，绿色氢气作为一种高效、可持续的能源载体，越来越受到关注。绿氢具有多种用途，包括作为能源载体、还原性燃料和基本化学物质，在推动碳中和目标实现的过程中具有至关重要的作用。未来，研究团队计划进一步拓展低成本、高活性、高稳定性的催化剂材料的研究，并依托复旦大学孵化的山海氢（上海）新能源科技有限公司，推广成熟技术的产品化落地，推动我国绿氢技术的发展。

（文章来源：上海证券报）