UNIST Song Hyeongon教授团队利用生物辅酶FAD
降低制氢能耗 即时储存液态有机物
一种能够减少用于氢气生产的电力、从而以更低成本生产绿色氢气的技术已经问世。
该技术利用生物能量代谢辅酶来降低电力消耗。所生成的氢气无需经历气态阶段，可直接储存在液态有机物中，因此不仅能降低氢气生产成本，还能减少储存和运输成本，因而受到学界和相关业界的关注。
蔚山科学技术院（UNIST）能源化学工程系 Song Hyeongon 教授团队于26日表示，他们开发出一种在电极表面涂覆生物辅酶 FAD、以低电压生产氢气并将其直接储存在液态有机物中的电化学系统。
据研究团队介绍，该系统由铂（Pt）电极和钯（Pd）电极构成。铂电极上甲酸（HCOOH）被氧化产生的电子，与另一侧钯电极上的氢离子相遇生成氢气。此时生成的氢气直接穿过钯金属膜，被储存在其后方的液态有机物中。
研究团队在两侧电极上均涂覆了 FAD 辅酶，以提高反应效率并减少制氢所需的电力消耗。实际进行氢气生产与储存时测得系统电压约为0.6V，属于较低的电池电压，比既有技术降低了约65%。
寿命也比现有系统延长了8倍以上，在连续运行超过100小时的情况下性能没有下降。电池工作电压越高，电力消耗越大、寿命越短。
该技术的另一优点是无需将气态氢气注入液态有机物的额外工序。
第一作者研究员 Lee Jisu 表示：“在液态有机物中储存氢气时，以往需要将气态氢气（H₂）高压注入，或增加调节反应条件等额外工序，而这项技术则是以原子形态（H）直接将电极上生成的氢储存在液态有机物中。”
涂覆在电极上的 FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）原本是细胞线粒体中帮助生成能量分子三磷酸腺苷（ATP）的辅酶，具有同时转移电子和质子（H⁺，氢离子）的特性。在本次开发的系统中，该辅酶在两侧电极上分别发挥了定制化作用。
在氢气生成侧的钯电极上，该辅酶诱导氢离子更容易附着在电极表面；而在铂电极上，则负责将氢中间体从电极表面移除。如果电极表面残留氢中间体，甲酸就无法靠近，反应会被延缓。虽然氢气是在钯电极侧生成，但只有铂电极侧的反应同样被激活，整个系统的电力消耗才能降低。
Song Hyeongon 教授表示：“将生物分子的电子与质子传递特性引入电化学系统，使得氢气生产与储存可以同步完成”，“本研究提出了一种无需高压容器即可储存氢气的新方法，为安全、高效的氢能利用技术奠定了基础”。
此次研究成果已于7月2日在线发表在《Applied Catalysis B: Environmental and Energy》（《应用催化B：环境与能源》）上。研究由 UNIST Hydro Studio（hydro*studio）的 InnoCore 计划，以及产业通商资源部、韩国工业技术评价管理院和韩国研究财团（NRF）的资助支持。
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