核心提示：中科院大连化物所催化基础国家重点实验室05T6组邓德会研究员团队首次提出并实现了一种高能量效率制备＞99.99%的高纯氢气（H2）的新策略：室温电化学水汽变换（EWGS）反应。

氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。发展经济、环境友好且条件温和的高纯氢气制备方法是氢能源发展的迫切需求，但也极具挑战。近日，中科院大连化物所催化基础国家重点实验室05T6组邓德会研究员团队首次提出并实现了一种高能量效率制备＞99.99%的高纯氢气（H2）的新策略：室温电化学水汽变换（EWGS）反应。相关结果以全文形式发表在《自然-通讯》上。

目前，工业上大规模制备H2的主要方法为水汽变换（WGS）反应，一方面，该反应过程条件苛刻，通常需要在高温（180-250℃）和高压（1.0-6.0MPa）的条件下进行。另一方面，WGS反应除了需要苛刻的反应条件，其反应产物往往含有约1-10%的一氧化碳（CO）残留物，以及二氧化碳（CO2）和甲烷等副产物，需要进一步的分离纯化才能进行下游的应用。

邓德会团队经过长期探索，将传统的WGS反应与电化学方法相结合，并巧妙地将WGS的氧化还原反应拆分为彼此分离的两个半反应，首次提出了一种能在常温常压下直接制备高纯H2的电化学水汽变换概念。

在EWGS反应中，CO在阳极发生氧化反应，生成的CO2与电解质KOH进一步反应生成碳酸钾，这样避免了CO2的排放；同时水在阴极直接被还原生成高纯H2。并且巧妙地利用阴离子交换膜将阴阳两极分隔开，在保持溶液离子平衡的同时还能够分隔两极产物，从原理上避免了传统WGS反应中H2需要分离提纯的过程。

该团队还通过在催化剂中添加铜(Cu)合成铂铜(PtCu)催化剂，进而提高催化剂的活性和稳定性。在常温常压条件下实现99.99%高纯氢的制备并且达到接近100%的产氢法拉第效率。并通过与大连化物所苏海燕研究员等合作，通过理论计算的方法证明了Cu的引入可以有效减弱CO在铂(Pt)上的吸附，进而有效避免催化剂的中毒，实现该催化剂在EWGS反应中的高活性和高稳定性。

相比于传统的WGS反应，EWGS是一种完全不同的并可以在室温常压下进行的高效催化过程，这为低能耗生产高纯H2提供了新思路。