首次实现常温下氢气异裂反应 为清洁能源技术开辟全新路径 我国科研团队取得重大突破 (首次实现室温控制的是)
近日，中国科学院大连化学物理研究所王峰研究员团队与意大利的里雅斯特大学合作，在光催化氢气异裂领域取得突破性进展。该研究提出了一种创新的光催化策略，成功在常温条件下实现了氢气的异裂反应。相关成果已于北京时间9月5日发表于国际顶级学术期刊《科学》，标志着该方向研究的重要推进。
加氢反应在化学工业中占据重要地位，约有四分之一的化工过程涉及至少一步加氢反应。氢气活化作为此类反应的核心步骤，通常包括均裂与异裂两种机制。其中，氢气异裂是指将氢分子裂解为带正电的质子（H⁺）与带负电的氢负离子（H⁻）的过程。这一机制能够生成高活性氢物种，显著提升某些重要化工产品的合成效率，并有效抑制副反应的发生。传统氢气异裂过程通常需在高温高压条件下进行，不仅能耗高，还因氢气易燃易爆的特性带来显著的安全隐患。因此，如何在常温常压下实现高效、安全的氢气异裂，一直是该领域研究的重点与难点。
本项研究提出了一种基于光生电子与空穴的空间协同策略，通过构建邻近的正负电荷中心，在光催化条件下促使氢气发生异裂。该方法不仅大幅降低了反应所需的能量输入，还显著提高了过程的安全性。研究团队进一步以氢气和二氧化碳为原料，成功合成了乙烷、乙烯等高附加值化学品，展现出该策略在化工合成中的实际应用潜力。这一路径不仅有助于大幅降低传统加氢工艺的能耗，还可推动二氧化碳的资源化利用，对实现碳减排和能源结构优化具有积极意义。
研究团队表示，未来将进一步开展反应工艺的优化与放大研究，致力于发展光催化与光热耦合的新型工业化技术路线。该成果有望为现代煤化工产业的绿色转型与升级提供关键技术支撑，开辟更高效、更可持续的化工生产新模式。
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