时间：2026-01-30 分类：发表攻略
上海大学材料科学与工程学院张晓虎团队在《中国有色金属学报》发表论文《两步热化学制氢循环材料的研究进展》，该论文指出两步热化学循环制氢可将太阳能转化为化学能，是零碳能源可持续利用的重要方式，其以特定氧化物为介质，通过热还原和分解水两步循环产氧产氢，无需气体分离，而金属氧化物作为关键材料直接影响产氢速率，文中系统综述了铈基氧化物、铁基氧化物和钙钛矿材料的研究进展，提出表面改性、创新合成及制备复合材料是未来重要发展方向。
在全球“碳达峰”“碳中和”目标下，氢能作为清洁能源需求日益迫切，两步热化学循环制氢因环境友好、安全高效等优势备受关注。该研究聚焦循环材料这一核心问题，详细分析了三类关键材料的性能。铈基氧化物凭借丰富氧空位具潜在应用价值，金属掺杂和多孔结构改性可显著提升其产氢效率;铁基氧化物虽热还原稳定性好，但易烧结导致循环性能不佳，通过金属掺杂和载体负载可部分改善;钙钛矿材料表现突出，不仅产氢效率高，循环稳定性也更优异，部分钙钛矿材料产氢量可达二氧化铈的8倍。
研究还发现，增加材料比表面积和氧空位、金属掺杂等方式，能有效降低反应温度、减少团聚、加快反应进程。未来，通过表面改性、创新合成方法调控材料微观结构，以及开发多功能复合材料，将进一步推动两步热化学循环制氢技术的工业化应用，为低碳能源转型提供有力支撑。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。
