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Efficient Hydrogen Production from Methanol Using a Single-Site Pt1/CeO2 Catalyst

催化作用 制氢 化学 氢气储存 能量载体 重量分析 甲醇 氢燃料 纳米技术 化学工程 材料科学 有机化学 工程类
作者
Luning Chen,Kai-Peng Hou,Yi‐Sheng Liu,Zhiyuan Qi,Zheng Qi,Yi‐Hsien Lu,Jiayu Chen,Jeng‐Lung Chen,Chih‐Wen Pao,Shuo-Bo Wang,Yaobin Li,Shaohua Xie,Fu-Dong Liu,David Prendergast,Leonard E. Klebanoff,Vitalie Stavila,Mark D. Allendorf,Jinghua Guo,Lan‐Sun Zheng,Ji Su
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:141 (45): 17995-17999 被引量:143
标识
DOI:10.1021/jacs.9b09431
摘要

Hydrogen is regarded as an attractive alternative energy carrier due to its high gravimetric energy density and only water production upon combustion. However, due to its low volumetric energy density, there are still some challenges in practical hydrogen storage and transportation. In the past decade, using chemical bonds of liquid organic molecules as hydrogen carriers to generate hydrogen in situ provided a feasible method to potentially solve this problem. Research efforts on liquid organic hydrogen carriers (LOHCs) seek practical carrier systems and advanced catalytic materials that have the potential to reduce costs, increase reaction rate, and provide a more efficient catalytic hydrogen generation/storage process. In this work, we used methanol as a hydrogen carrier to release hydrogen in situ with the single-site Pt1/CeO2 catalyst. Moreover, in this reaction, compared with traditional nanoparticle catalysts, the single site catalyst displays excellent hydrogen generation efficiency, 40 times higher than 2.5 nm Pt/CeO2 sample, and 800 times higher compared to 7.0 nm Pt/CeO2 sample. This in-depth study highlights the benefits of single-site catalysts and paves the way for further rational design of highly efficient catalysts for sustainable energy storage applications.
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