第十五届全国表面工程大会

固体 NaBH₄ 的水解是一种满足现场氢气需求的前瞻性技术。水解过程的制氢效率、可控性和稳定性对其实用化起着至关重要的作用。本研究合成了系列具有多功能特性的双活性位 Co-MoOx 催化剂，并探讨了其通过水解固体 NaBH₄促进大规模制氢的潜力。结合 DFT 计算和动力学同位素分析的系统表征发现，催化性能优异归功于 Co 和 MoOx 的双活性位，这使得 NaBH₄ 和 H₂O 能够共同活化。碳纳米管的加入提供了一个快速传导通道，加速了微观层面的电子传导，丰富了活性位点表面的电子密度。最佳 Co-5Mo-B-cCNT 催化剂的制氢率达到了 8795.4 ml min^-1 gcat-1，活化能低至 11.7 kJ mol^-1。此外，所研究的催化剂能在限水环境中不发生催化衰变，并能减少水解过程中的热量积累，这归功于碳纳米管的存在，它大大加速了反应物多相界面之间的传质和传热。在接下来的长效制氢试验中，213 分钟内的平均氢气供应率达到 5.7 SLM，这是目前国际文献中单个反应器达到的最高水平。该系统的 GHSC 和 VHSC 分别高达 5.7 wt% 和 70 g/L，达到了美国能源部 2025 年的目标。我们的研究提供了全面探索催化 NaBH₄ 水解机理及其实际应用潜力。本研究策略可为缓解固态水解稳定性和可控性差等问题提供新的思路，标志着NaBH₄水解工业化迈出了实质性的一步。

表面改性,在线制氢,表面电子结构调控,多相催化