日本铁锈变铂金催化剂：氢能源成本直降90%，清洁能源革命来临

你能想象吗？厨房里常见的铁锈，竟可能成为打开清洁能源大门的“金钥匙”？日本科学家最新研究表明，经过特殊处理的铁锈催化剂不仅成本仅为铂金的1/10，催化效率还媲美贵金属，甚至能通过吸收太阳能提升制氢效率。这项突破性成果发表于2025年7月6日《美国化学学会催化》杂志，或彻底改变氢能源产业格局。

氢能源的终极梦想与铂金困局

零污染、高效率的氢能源被视为人类能源的“终极梦想”——想象一下，汽车以水为燃料，排放物仍是水，这样的环保场景令人向往。然而，实现这一愿景却面临关键瓶颈：储氢材料硼氢化钠（SBH）需通过催化剂（即“开关”）与水反应释放氢气，而过去这一角色几乎被昂贵的铂金垄断。

铂金虽催化性能优异，但其高昂成本（约6美元/克）让氢能源产品如同“镶钻轮子”，根本无法大规模普及。全球科学家数十年来苦苦寻觅替代材料，却始终未能突破。

铁锈逆袭：从“废料”到“天选之子”

转机出现在一种曾被视为“不稳定废料”的绿锈上。日本国立材料科学研究所井手祐介博士团队发现，这种混合价氢氧化铁矿物经铜修饰后，竟能脱胎换骨。

研究团队将绿锈颗粒浸泡在氯化铜溶液中，纳米级氧化铜簇如“精密装饰”般镶嵌在绿锈边缘，形成大量高活性制氢位点。这一简单操作彻底激活了铁锈的潜力，使其从“难堪大用”的废料变为性能逆天的催化剂。

性能炸裂：成本暴降90%，效率更高还耐用

数据证明，这位“锈哥”的实力远超预期：

• 快到飞起：催化效率（TOF）最高达5000次/分钟，与铂金催化剂持平，部分条件下甚至更优；
• 便宜到哭：生产成本仅0.6美元/克，仅为铂金的1/10；
• 耐用到不行：反复使用后活性几乎无下降，具备工业化应用潜力；
• 隐藏技能：吸收太阳能后，可通过铜簇传递能量，进一步提升制氢效率，堪称催化剂界的“卷王”。

从实验室到星辰大海：零排放交通的曙光

这项突破的意义远超学术范畴。井手祐介博士表示：“我们期望催化剂能应用于汽车、船舶的氢燃料电池，实现多种形式的零排放交通。”

从被嫌弃的铁锈到改变能源格局的超级催化剂，科学再次展现了“化腐朽为神奇”的力量。随着成本壁垒的打破，氢能源的大规模普及或许真的不远了。

参考文献：

Ezz-Elregal M. Ezz-Elregal et al, A Catalyst for Sodium Borohydride Dehydrogenation Based on a Mixed-Valent Iron Hydroxide Platform, ACS Catalysis (2025). DOI: 10.1021/acscatal.5c01894