清华团队揭示可逆能量载体介导制氢路径 法拉第效率达99%
中国能源产业发展网 发布时间：
2026-11-02 10:46
【中国能源产业发展网】获悉，清华大学深圳国际研究生院副教授周光敏团队提出一种可逆能量载体介导的氢气合成路径，将广泛用于水系电池储能的金属锌重新定义为“储氢载体”，为分布式绿氢按需供给提供解决方案。相关研究成果发表于《自然—合成》。
绿氢被视为具有重要潜力的清洁能源，但怎么存、怎么运一直是重要技术挑战，氢能规模化应用受制于储运这一核心瓶颈。传统高压气态储氢存在安全隐患，低温液态储氢面临极高能耗与蒸发损失，液态有机氢载体虽具备常温常压储运优势，但脱氢过程通常需要高温且伴随副反应，限制了在分布式场景下的即时应用。因此，能否找到一种既安全、又高密度、还能随时按需出氢的储氢方法，成为当前氢能领域迫切需求。
团队创新性引入机器学习辅助筛选策略，对包含874个候选分子的配体库进行高通量评估。结合密度泛函理论计算，精准锁定乳酸根作为关键配体。在碱性介质中，乳酸根能够优先与反应生成的二价锌离子发生配位，形成高溶解度络合物，从而从根本上突破氧化锌生成带来的溶解度极限，将体系可溶性二价锌离子浓度大幅提升至1.12摩尔每升。
团队进一步开发一种“无外部电路加自驱动”的接触催化系统，锌燃料与析氢催化剂层通过容器壁实现内部电子传递，省去外部电源、导线及复杂电池管理系统。该系统在0至80摄氏度范围内均能稳定运行，法拉第效率高达99%，体积氢容量可达137.9至218.4千克氢气每立方米，超过液态氢及多数现有储氢体系，且通过模块化串联即可实现规模扩展。
这一基于固态锌载体的按需制氢系统，为氢能载体领域提供关键突破，也为燃料电池汽车、便携式电源及偏远地区微电网等应用场景提供新思路。
【来源：中国科学报】
【编辑：小能】
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