上世纪70年代，Sultan和Shaw等人提出了采用液体化学储氢的思路，有机液体储氢技术采用化学催化将氢气存储在液体化学溶剂中，再通过化学脱氢反应实现放氢。同传统的压缩法储氢相比，有机液体储氢具有更高的安全系数，更大的储氢密度，成本也更低。目前，国内已经有多家初创公司开展这一领域的产业化应用，有的已经实现了规模化量产，已初步实现了在氢燃料电池汽车上的应用。本专题遴选该领域最新的一些进展，了解基础研究在这一极具前景领域的新飞跃。

1.Sci. Adv：基于液相有机氢载体的主族催化纯化H2

大阪大学Yoichi Hoshimoto副教授和Sensuke Ogoshi教授团队展示各种混合气体，包括H₂、CO、CO₂、CH₄，通过Bⁿ催化加氢的Qin和Lut，直接存储在氮杂环化合物（如H₄-Qin和H₆-Lut）中。此外，Bⁿ还催化H₄-Qin脱氢生成H₂和Qin。

相关研究工作以“Main group catalysis for H₂purification based on liquid organic hydrogen carriers”为题发表在国际顶级期刊Science Advances上。

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2.西安交大Fuel：通过缺陷工程增强SMSI效应实现高效脱氢

西安交通大学姜召副教授团队通过将金属Pt和SiO₂-TiO(OH)₂载体结合制备了Pt/SiO₂-TiO(OH)₂催化剂用于12H-NECZ脱氢。通过研究载体的制备工艺和Pt的负载量筛选出了最佳催化剂。结果表明，2.5wt%Pt/SiO₂-TiO(OH)₂具有最佳的脱氢性能。结合XRD、HRTEM、ATR-FTIR、XPS和EPR分析，详细讨论了催化剂的结构-功能关系和氧空位浓度对催化脱氢性能的影响。此外，研究人员还对其动力学分析和反应机理进行了研究。发现Pt和SiO2-TiO(OH)₂之间的适当金属-载体强相互作用（SMSI）效应可以调节12H-NECZ的催化脱氢性能。研究成果以题为“Strengthening the metal-support interaction over Pt/SiO₂-TiO(OH)₂by defect engineering for efficient dehydrogenation of dodecahydro-N-ethylcarbazole”发表在知名期刊Fuel上。

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3.Appl. Catal. B.：高效Pd/C催化剂用于甲酸铵脱氢中表面氧官能团的影响

华盛顿州立大学化学工程与生物工程学院林鸿飞教授团队联合劳伦斯利弗莫尔国家实验室材料科学部Sneha A. Akhade教授团队研究了碳载表面功能化钯催化剂用于甲酸酯脱氢的反应动力学及O官能团的影响。该项研究表明， O官能团在分散Pd纳米颗粒和降低脱氢活化能方面起着关键作用。密度泛函理论(DFT)计算表明，大多数O 官能团增强了Pd活性位点上甲酸酯的吸附。但C=O基团的存在消耗了还原剂，阻碍了金属Pd的形成。Pd向O官能团的电子转移不利于脱氢。制备的Pd5/re-ACA(经酸洗涤的还原活性碳)表现出显著的活性，其TOF值为13511 h⁻¹，高于商用Pd/C催化剂。相关成果以“Efficient Pd on carbon catalyst for ammonium formate dehydrogenation: Effect of surface oxygen functional groups”为题发表在国际著名期刊Applied Catalysis B: Environmental上。

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4.山东大学ACS Catal.：常温常压下pH调控的高效CO2储氢技术

山东大学任国庆助理研究员团队制备了L-精氨酸（LA）功能化的活性碳负载的PdAu合金催化剂（PdAu/AC-LA），用于pH调控的甲酸基储放氢过程。通过调节LA负载和Pd/Au比例获得了最佳的催化活性，在酸性条件下甲酸（FA）释放的TOF为1760 h^-1，在碱性条件下CO₂氢化的TOF为138 h^-1。XPS、CO₂-TPD和HCOO^-吸附实验等揭示了PdAu合金和LA强碱性之间的协同效应通过调节反应物的吸附而增强了催化活性。本研究作为在常温常压条件下基于FA/甲酸盐的氢气储存和释放的成功实例，将有助于推动氢能源广泛的商业化应用。研究成果以题为“Ambient Hydrogen Storage and Release Using CO₂and an L-Arginine-Functionalized PdAu Catalyst via pH Control”发表在知名期刊ACS Catalysis上。

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5.Journal of Energy Chemistry：Ru/MgO催化剂中添加K，加速芳香苄基甲苯的储氢！

韩国汉阳大学Young-Woong Suh和韩国亚洲大学Seok Ki Kim团队以前驱体Ru₃(CO)₁₂制备Ru/MgO的方法为基础，找到了最适合在Ru/MgO中负载K的方法。然后，作者考察了不同K的浓度下，制备的Ru/K/MgO催化剂的加氢活性和特性。此外，通过一系列DFT计算，不仅得到了K对Ru/MgO最稳定的构型，而且得到了在添加K的Ru -MgO界面H吸附能和电荷转移相对K密度的变化。K的加入可促进Ru/MgO对H₂的异裂吸附，使H₂在100⁰C低温附近储存于H₀-MBT和H₀-DBT中。

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6.研究液态有机氢载体发Joule：细菌控制氢气的储存和释放？

德国歌德大学分子生物科学研究所分子微生物学和生物能量学系Volker Müller教授团队首次展示了一个生物基系统，将伍氏醋酸杆菌（Acetobacterium woodii）作为生物催化剂，允许在一个生物反应器中多次双向加氢生成甲酸。由于HDCR全细胞系统的升级可行性已在搅拌槽生物反应器（STRs）中得到证实，因此该研究选择了类似的生物反应器，研究人员利用伍氏醋酸杆菌全细胞系统，在实验中假设H₂贮藏期（白天）为8 h，H₂生产期（夜间）为16 h，这一比例是基于这样一个事实：在德国南部，夏季的平均日照时约为7-8小时，从而导致在8小时的时间内，迫使依赖氢的二氧化碳还原为甲酸，在剩余的时间内（16小时），所产生的甲酸被重新氧化以释放储存的H₂。该研究团队在单个生物反应器中研究CO₂双向加氢制甲酸的过程，结果发现使用该工艺能够持续运行2周以上，共生产和氧化甲酸可达330 mM。通过生物代谢工程，还防止了不必要的醋酸副产物的形成。该研究所展示的工艺设计可以被认为是未来的“生物电池”，用于以H₂形式在甲酸（一种多功能化合物）中可逆存储“电子”。

相关研究成果以“Biological hydrogen storage and release through multiple cycles of bi-directional hydrogenation of CO₂to formic acid in a single process unit”为题发表在国际顶级期刊Joule上。

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7.Green Chemistry：一种“无高压气体”加氢的简单、安全、可靠的系统

西班牙海梅一世大学Jose A. Mata教授和Eduardo García-Verdugo教授报道了一种在温和条件下连续、就地和按需生成氢气的简单、安全、可靠的系统。该装置由包含负载在石墨烯(NHC-Ru-rGO)上的钌N-杂环卡宾络合物[Ru(芳烃)(Cl)₂(NHC)]的填充床反应器和液-气分离器组成，允许硅烷和醇在温和且安全的条件下脱氢偶联产生氢气。相关成果以“A simple, safe and robust system for hydrogenation “without high-pressure gases” under batch and flow conditions using a liquid organic hydrogen carrier”发表在Green Chemistry上。

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8.中科院上海高等研究院陈新庆ACB：钌单原子和分子筛协同催化用于高效储氢

中国科学院上海高等研究院陈新庆研究员等人报道了在*BEA分子筛上负载钌（Ru）单原子催化剂（Ru(Na)/Beta），在氢溢流的协助下，在较低温度下显著提高了N-乙基咔唑（NEC）、N-丙基咔唑（NPC）、2-甲基吲哚（2-MID）的加氢性能。值得注意的是，本文制备的Ru(Na)/Beta催化剂对NEC加氢具有良好的活性，在100 ℃条件下，6 MPa H₂在1.5 h内的吸氢率为5.69 wt%，转化率为> 99%，而传统Ru/Al₂O₃只有2.97 wt%，其转化率为67 %。结果表明，高度分散的Ru单原子促进了氢活化，且分子筛的强酸位点（Brønsted和Lewis）促进了氢溢流和LOHCs的氢化。此外，与传统的Ru基催化剂相比，Ru单原子和*BEA分子筛的协同催化效应显著提高了加氢速率和降低活化能。相关研究成果以“Synergistic catalysis of Ru single-atoms and zeolite boosts high-efficiency hydrogen storage”为题发表在Applied Catalysis B: Environmental上。

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