在全球加速推进碳中和、应对气候变化与能源结构转型的关键时期，绿氢凭借其零碳排放、高能量密度及广泛的应用场景，已成为我国构建新型能源体系的重要战略支点。太阳成集团tyc122ccvip官网入口梁长海教授团队近期在氢能领域取得系列技术突破，聚焦于绿氢制备、储运和转化等核心环节，相关成果发表于International Journal of Hydrogen Energy（2025, 174, 151364; 2025, 164, 150855）与Applied Catalysis A: General（2025, 708, 120578）。

图1 氢能的制备、储存及转化流程

在电解水制氢方面，博士生沈伟林等创新性地将高熵理念融入尖晶石氧化物，成功制备出具有尖晶石结构的高熵氧化物(Fe_0.2Co_0.2Ni_0.2Mn_0.2Zn_0.2)₃O₄。该催化剂在仅2 mg cm^-2的低载量下表现出优异的析氧反应（OER）性能：过电位（η₁₀）低至313 mV，Tafel斜率为59.7 mV dec^-1，并在150小时恒电流测试后过电位仅增加9 mV，展现出卓越的稳定性。机理研究表明，该材料在反应中遵循晶格氧机制（LOM），表面重构为五金属共羟基氧化物（FeCoNiMnZnOOH），作为直接活性位点参与反应，而体相仍保持稳定的高熵尖晶石结构，实现了高活性与高耐久性的统一。

图2 高熵氧化物(Fe_0.2Co_0.2Ni_0.2Mn_0.2Zn_0.2)₃O₄电解水制氢

在氨分解制氢方面，硕士生闫御迪和王佳悦等围绕Ni基催化剂开展系统性研究，分别设计合成了Ni/MgAl-LDHs和Ni/Ce_1-yLa_xO_x高效催化剂。Ni/MgAl-LDHs催化剂通过调控Mg/Al比例优化载体表面酸碱位点，增强对NH₃的吸附并促进N物种重组，在574 °C、空速9000 mL g_cat^-1 h^-1条件下实现90%氨转化率。Ni/Ce_1-yLa_xO_x催化剂则通过调节La/Ce比例，在Ce_0.5La_0.5O_x表面构建丰富的氧空位与电子富集Ni位点，显著加速N–H键断裂与N原子重组。该催化剂在540 °C、空速9000 mL g_cat^-1 h^-1条件下实现氨的完全转化，即使在30000 mL g_cat^-1 h^-1的高空速下，600 °C时仍保持100%转化率。

图3 Ni/MgAl-LDHs与Ni/Ce_1-yLa_xO_x催化剂的活性

上述研究形成了产业链上下游协同：电解水制氢技术直面可再生能源制氢的产业化瓶颈，而氨分解制氢技术则为氢能的安全储运与终端应用提供了低成本解决方案，共同支撑“可再生能源制氢—液氨储运—终端应用”全链条构建。以上研究得到了国家自然科学基金（U24A20564、22478051、22402018）、国家重点研发计划（2024YFB4006701）、辽宁省自然科学基金（2023BSBA073）和中央高校基本科研业务费（DUT24BS053）的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.151364

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.150855

https://doi.org/10.1016/j.apcata.2025.120578