近日，中國科學院上海高等研究院工程科學團隊在3D打印技術製備車載甲醇重整製氫催化劑研究中取得進展。

　　氫氣的高額運輸儲(chu) 存成本和低能量密度是氫動力燃料電池汽車在市場上推廣應用的阻礙之一。車載甲醇重整製氫可在不使用氫氣作為(wei) 直接原料的情況下為(wei) 燃料電池汽車供氫，為(wei) 降低其燃料儲(chu) 存成本和運輸成本提供了有效路徑。傳(chuan) 統催化劑機械強度低，在車輛高速運動過程中床層易破碎從(cong) 而影響催化劑活性，需開發一種高機械強度，同時保持高催化活性的催化劑製備技術。

　　據此，工程科學團隊提出一種使用3D打印技術製備整體(ti) 式催化劑，通過調控載體(ti) 組成與(yu) 煆燒溫度，改進催化劑空間結構等策略，開發出一種新型兼具高機械強度和高催化活性的3D打印催化劑製備方法。

　　研究以光固化3D打印技術製備催化劑載體(ti) ，結合低場核磁共振空間測試金屬離子分布，分析了3D打印氧化鋁多孔載體(ti) 中機械強度、孔隙率與(yu) 煆燒溫度組成的關(guan) 係，揭示了多孔載體(ti) 中金屬離子的擴散效應，同時開發了核磁成像定量測試金屬離子分布技術。通過幹燥結晶煆燒方法，成功在高機械強度氧化鋁多孔載體(ti) 上合成了銅鋅片層結構活性組分層。通過改進氧化鋁載體(ti) 空間結構，從(cong) 而提高傳(chuan) 熱與(yu) 傳(chuan) 質效率降低床層壓降，進而提高甲醇重整反應催化效果。經過對反應參數的優(you) 化，單位質量催化劑氫氣的時空產(chan) 率達到536 mol/kg_cat/h，超過目前報道的大部分同類型催化劑。同時，催化劑機械強度高，徑向壓潰強度達152.4 N/mm，是目前傳(chuan) 統顆粒催化劑的4倍，可適應車載加速顛簸等情況。

　　研究有助於(yu) 推動甲醇重整製氫技術在車載燃料電池等領域的發展，並為(wei) 新型整體(ti) 式催化劑的開發提供了新思路。

　　相關(guan) 成果發表在Journal of Energy Chemistry上。研究得到中科院青年創新促進會(hui) 、中科院科技網絡服務計劃、國家自然科學基金的資助。

　　論文鏈接

3D打印製備甲醇重整製氫催化劑

3D打印催化劑。(a)：DLP-3D 打印後的基底載體(ti) ，(b)：浸漬幹燥結晶後的樣品，(c)：煆燒後的樣品，(d)(e)：樣品的SEM圖像和原子力顯微鏡表麵形貌