"我们长期致力于光催化研究，当光照射到催化剂时，会诱导产生正电荷和负电荷，但此前，并没 有研究将光催化研究和氢气异裂建立关联。"中国科学院大连化学物理研究所副研究员罗能超说，团队 以金/二氧化钛为模型催化剂，通过紫外光激发二氧化钛，使其产生的电子迁移到金纳米颗粒上而被束 缚。同时，光生空穴会在催化剂界面处被捕获，从而形成了空间邻近的束缚态电子-空穴对，进而可随 着紫外光增强而不断提高氢气异裂效率。 随后，团队用惰性的二氧化碳还原反应验证了这种光诱导氢气异裂的优势，发现产生的氢物种可以 在常温下把惰性的二氧化碳全部转化，产物只有乙烷，再通过串联乙烷转化为乙烯的装置，可以把二氧 化碳近乎完全还原为乙烯，催化剂可以稳定运行超过1500小时不失活。 "以氢气和二氧化碳为原料，制备乙烷、乙烯等高附加值产品，能够大幅降低传统加氢过程的能 耗，减少二氧化碳排放，助力碳资源优化利用。"王峰说，"未来，我们也将深入进行反应工艺研究，希 望以此为基础，发展出光与光热耦合的工业化技术路径，为现代煤化工的升级转型提供新模式。" 正是这场不公平的"分手"产生了富电子的氢原子，氢气异裂能够产生极性的氢物种，可有效提高重 要化工产品的生成 ...

记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉，近日，该研究所王峰研究员团队联合意大利的里雅斯特大学研究人员在光催化氢气异裂领域取得新进展， 发展了光催化策略，实现了常温氢气异裂。相关成果于北京时间9月5日在国际学术期刊《科学》发表。 科研人员表示，以氢气和二氧化碳为原料，制备乙烷、乙烯等高附加值产品，能够大幅降低传统加氢过程的能耗，减少二氧化碳排放，助力碳资源优化 利用。未来，科研团队将深入进行反应工艺研究，希望以此为基础，发展出光与光热耦合的工业化技术路径，为现代煤化工的升级转型提供新模式。 （总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉） 本工作中，研究团队提出利用光生电子和空穴构建空间邻近正负电荷中心，以此实现常温条件下氢气异裂。 加氢反应是化学工业中的重要反应之一，大约四分之一的化工反应过程都涉及至少一步加氢反应。加氢反应的核心步骤之一是氢气活化，包括均裂和异 裂两种机制。其中，氢气异裂指的是把氢气裂解为带正电荷（质子）和负电荷（氢负离子）的两个氢物种。氢气异裂产生的活性氢可以使得一些重要化工产 品的生成速率提高，并减少副反应。但是，氢气异裂一般需要高温和高压，会增加反应能耗，并且氢气容易爆炸，这样就增加了安全隐患。如何在 ...

光催化氢气异裂技术突破 - 中国科学院大连化学物理研究所团队联合意大利的里雅斯特大学在光催化氢气异裂领域取得新进展 实现常温条件下氢气异裂[1] - 研究成果于9月5日发表在《科学》杂志上 采用金/二氧化钛模型催化剂通过紫外光激发形成空间邻近束缚态电子-空穴对[2] - 该技术使氢气异裂效率随紫外光增强而提高 突破传统需要高温高压条件的限制[2] 氢气活化机制特性 - 氢气活化包括均裂和异裂两种机制 均裂为两个氢原子各带一个电子 异裂则产生一个富电子氢原子和一个缺电子氢原子[1] - 氢气异裂能产生极性氢物种 可提高约四分之一化工反应中重要产品的生成速率并减少副反应[1][2] - 传统氢气异裂需要较高温度和压力 消耗大量能源并增加安全风险[2] 二氧化碳转化应用成果 - 团队用二氧化碳还原反应验证光诱导氢气异裂优势 常温下将惰性二氧化碳全部转化为乙烷[3] - 通过串联装置将二氧化碳近乎完全还原为乙烯 催化剂稳定运行超过1500小时不失活[3] - 以氢气和二氧化碳为原料制备乙烷/乙烯等高附加值产品 大幅降低传统加氢过程能耗并减少二氧化碳排放[3] 工业应用前景 - 该技术为现代煤化工升级转型提供新模式 未来将发展光与光热耦合的工业化技术路径[3] - 可实现常温条件下加氢反应 降低能源消耗和安全风险 助力碳资源优化利用[2][3]

技术突破 - 中国科学院大连化学物理研究所与意大利的里雅斯特大学合作开发光催化策略 实现常温氢气异裂 [1] - 氢气异裂将氢气裂解为带正电荷质子和带负电荷氢负离子 可提升重要化工产品生成速率并减少副反应 [3] - 传统氢气异裂需高温高压条件 增加反应能耗且存在氢气爆炸安全隐患 [3] 应用前景 - 以氢气和二氧化碳为原料制备乙烷 乙烯等高附加值产品 大幅降低传统加氢过程能耗 [5] - 新技术减少二氧化碳排放 助力碳资源优化利用 为现代煤化工升级转型提供新模式 [5] - 科研团队将开展反应工艺研究 发展光与光热耦合工业化技术路径 [5] 行业影响 - 加氢反应约占四分之一化工反应过程 氢气活化是核心步骤之一 [3] - 常温氢气异裂技术突破可能改变化工行业能源消耗结构 提升反应安全性 [3][5]