本报讯（见习记者江庆龄）复旦大学未来能源高等研究院包信和院士、朱义峰青年研究员与北京大学马丁教授团队合作，发明了能“吃粗粮”的反相催化剂，让工业粗氢中的氢气精准“存”进液体，使用时再释放高纯氢，一步解决分离和储存两大难题，实现了工业粗氢的直接分离、存储一体化。相关研究成果近日发表于《自然-能源》。

氢能被视为未来清洁能源的“明星”，但当前超过95%的氢气来自煤炭、天然气等化石能源的重整过程，以及钢铁、化工等行业排放的含氢废气。这些氢气也被称为“工业粗氢”，含有大量一氧化碳和二氧化碳（统称COx）等杂质。现有的分离提纯技术复杂、成本高昂，这些粗氢资源难以直接用于氢燃料电池汽车等高端领域，造成了巨大的资源浪费。

为解决此问题，研究团队设计了一种“聪明”的新型反相催化剂，即基于γ-丁内酯（GBL）/1,4-丁二醇（BDO）相互转化的催化循环，可精准调控粗氢中氢气组分的选择性活化，将其直接以催化加氢方式储存在液态BDO中，再通过高选择性脱氢反应，即时释放高纯度氢气。

这种催化剂能够精准“抓取”粗氢气中的氢气分子，而对COx等杂质“视而不见”。在此基础上，能够将粗氢中的氢气直接储存到BDO中。当需要纯净氢气时，只需对这个“储氢液体”进行简单的催化反应，就能释放出纯度极高、完全不含COx杂质、满足严格使用要求的氢气。

研究团队介绍，该催化剂体系具有3个主要优势。首先，“抗毒”能力强，在COx浓度超过50%、170℃的条件下，催化剂依然能够高效工作，打破了传统催化剂容易因为COx中毒失效的局限。其次，流程简化，新技术一步到位完成“分离+储存”，大幅缩短了流程，显著降低了能耗和设备投资。最后，能够产出高价值、可直接用于燃料电池的高纯氢气。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41560-025-01806-9