能源前沿讲座 第24期 | 黄振国：氢能的储存-现状和展望，以及富氢化合物氢载体的研究

能源前沿讲座第24期

氢能的储存：现状和展望，以及富氢化合物氢载体的研究

悉尼科技大学

黄振国教授

01主讲人简介

      黄振国 教授，澳大利亚悉尼科技大学教授，国际储氢协会主席，德国洪堡高级学者，日本国立材料科学研究所科研顾问。2001年本科毕业于东北大学，2007年于澳大利亚伍伦贡大学取得博士学位，之后在美国俄亥俄州立大学从事博士后研究。

      黄振国 教授先后获得澳大利亚基金委青年职业奖（DECRA），澳洲基金委未来学者称号（Future Fellowship），伍伦贡大学校长奖：科研成果转化类，悉尼科技大学校长奖：科研领导和开发类。研究方向包括氢的储存、电解液的制备、含硼纳米材料的制备和应用。迄今为止，获4项授权发明专利. 先后为韩国天然气公司（世界最大的液化天然气进口公司），Petronas (马石油，世界前十大能源集团公司之一)，Rio Tinto (力拓) 提供技术，有的已转化为专利。以第一作者或者通讯作者在国际期刊上（J. Am. Chem. Soc., Angew. Chemi, EES, Adv. Mater, Adv. Energy Mater., 等）发表140多篇学术论文。

02 讲座回顾

      2025年12月24日，先进能源学院姚向东教授邀请了悉尼科技大学黄振国教授来校开展学术交流。

      黄教授首先阐述了氢能产业的发展情况。氢，作为连接可再生能源与终端应用的关键桥梁，其高效、安全、经济的制取与储运技术，是全球能源转型的核心课题之一。当前，全球氢能产业正经历从示范迈向规模化部署的关键阶段。根据国际氢能委员会2025年的报告，全球清洁氢项目的投资承诺已超过1100亿美元，而在这一浪潮中，中国已成为全球电解水制绿氢产能的领军者，投资额与项目进展均位居世界前列。  

      随后黄教授的报告聚焦于氢能价值链中的“储存与释放”这一关键环节，重点介绍新型储氢材料与绿色制氢技术方面的探索。首先，报告讲述了由轻元素（如硼、碳、氮）构成的富氢体系。这类材料因具有高理论储氢密度而被广泛研究。黄教授团队特别关注胺-硼烷络合物，它们能在温和条件下（如室温）通过催化反应释放高纯度氢气，是一种极具潜力的车载储氢方案。当前的研究前沿在于设计高效、廉价的催化剂（如特定的过渡金属及其盐类）来精确调控其放氢动力学，在提升反应速度的同时，有效抑制副产物的生成，这是走向实际应用的关键一步。

      在分子工程层面，团队尝试通过BN/CC等电子体取代策略来设计全新的储氢分子。碳基有机分子中的C-C键被一个B原子和一个N原子组成的等电子单元（BN）替代后，往往能产生新颖的物理化学性质。团队近期成功合成了一种全新的化合物：1，6;2，3-双BN环己烷。它与环己烷结构相似，但含有两对相邻的BN单元。它不仅保持了类似环己烷的环翻转动力学行为，其储氢容量更超过了9.0 wt%，这几乎是其位置异构体（1，2;4，5-双BN环己烷）储氢容量的两倍。这一发现为我们通过精准的分子结构设计来突破储氢材料性能极限，提供了全新的思路。

      最后，黄教授介绍了一项将“制氢”与“化工生产”耦合的前沿技术。传统的制氨工艺能耗与碳排放高，而氨本身也被视为一种理想的氢载体。团队开发了一种创新的氨/水溶液电解工艺。这项技术可以直接利用液化氨，在常温常压条件下，通过电化学方法同时生产高纯度的绿色氢气和高附加值的硝酸盐、亚硝酸盐。实验表明，该体系的法拉第效率可以达 100% 。这相当于将氢气的生产与高价值氮氧化合物的绿色合成融为一体，不仅为分布式、低碳化的氢能供应开辟了新路径，也为传统化工过程的绿色升级提供了可行的替代方案。

      黄教授的研究从基础材料探索（胺-硼烷、BN等电子体）到系统工艺创新（电解联产）的路径展开，致力于为安全、高效、经济的氢能体系提供科学基础与技术储备。

      来自中山大学深圳校区相关研究领域的专任教师、科研人员以及多名对研究内容感兴趣的硕博研究生同学参加了讲座，黄振国教授与参会师生进行了气氛热烈的交流研讨。