甲酸催化分解释氢的研究进展

摘要

随着化石能源的日益枯竭以及由此带来的环境问题,氢气热值高、环境友好、清洁,产物只有单纯的水,被认为是未来重要的能量载体.氢能的利用需要解决三个问题:氢的制取、贮存和应用.其中,氢气的贮存是氢能使用的关键环节.目前,报道较多的贮氢方法主要有低温液态或高压气态贮氢、金属合金贮氢、碳材料吸附贮氢等方法.这些方法都取得了一定进展,但是还存在着一些问题,比如碳吸附材料贮氢质量密度低,金属氢化物具有释氢温度高、价格昂贵、连续循环性能差等特点.因此,还需要从质量贮氢密度、体积贮氢密度、能量效率、安全、成本等方面进一步考虑,寻找高效低成本且又能规模化利用的贮氢方法就成为关键.尽管甲酸作为贮氢材料的研究已经取得了一定的研究成果，但是目前的催化剂主要是基于贵金属，催化剂的价格限制了大规模工业化应用。铁是地壳中含量最高的过渡金属，其价格便宜，毒性低，生物兼容性好。发展铁催化的反应符合绿色化学和可持续发展化学的要求，目前广受关注。与贵金属催化剂相比如何调控以提高铁基催化活性是需要重点研究的关键技术。虽然目前铁催化的甲酸释氢有少量研究报道，但是研究仍不够深入，反应机理还有待进一步明确。因此，深入开展甲酸释氢用铁基催化剂的研究具有非常重要的意义。