錳基催化劑耐久性提升，連結 CO₂ 轉甲酸與氫能電池研究

耶魯大學與密蘇里大學最新研究指出，研究團隊成功以低成本的錳基催化劑，穩定將二氧化碳轉化為甲酸根，並大幅延長催化劑壽命，有望為氫能儲存提供更實用的化學路徑。相關成果已發表於國際期刊《Chem》。

氫氣都怎麼保存？高壓與低溫仍是主流

氫能被視為未來低碳能源的重要選項之一，但「如何有效儲存與運輸氫氣」始終是氫燃料電池發展的最大瓶頸。目前產業端主流的氫氣儲存方式，仍以高壓氣態氫或超低溫液態氫為主。

前者需承受 350 至 700 bar 的高壓，不僅壓縮成本高，也存在洩漏與安全風險；後者則必須在攝氏零下 253 度的極低溫環境下儲存，能耗與設備成本極高，僅適用於航太等特殊應用。這些限制，使氫能在大規模能源系統中的應用始終受限。

化學儲氫被看好，甲酸卻卡在成本與耐久性

學界長期探索以「化學方式」儲存氫氣，其中甲酸被視為潛在解方之一。甲酸為常溫液態物質，可在需要時透過催化反應釋放氫氣，被視為一種液態化學儲氫載體。然而，過去從二氧化碳製備甲酸所需的催化劑，多仰賴貴金屬，不僅成本高，部分替代用的廉價金屬催化劑也普遍存在穩定性不足、反應壽命短的問題，難以長時間運作。

錳基催化劑壽命大幅提升

此次研究的關鍵突破，正是在於解決「耐久性」這一核心障礙。研究團隊以錳這種常見、低成本金屬為基礎，透過重新設計配體結構，在分子層級提升催化劑穩定度，使其在長時間反應下仍能維持高效表現。研究人員指出，該錳基催化劑的整體效能，已可在耐久性與整體表現上，接近部分貴金屬催化系統。

二氧化碳再利用穩定，減碳與氫能同時發展

耶魯大學化學系教授 Nilay Hazari 表示，二氧化碳再利用已成為尋找可再生化學原料的重要方向，而將二氧化碳轉化為可用的儲氫介質，正是連結減碳與氫能發展的關鍵環節。研究團隊也強調，這種配體設計概念不僅適用於甲酸反應，未來也有機會延伸至其他催化轉換技術。

在氫能發展仍受制於儲存與運輸現實條件的情況下，這項低成本、耐久型催化技術，讓甲酸作為液態氫能載體的可行性再度受到關注，也為氫燃料電池的應用路線，提供了一條不同於高壓與低溫儲氫的替代選項。

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（首圖來源：Yale）