高储量化学氢化物催化水解制氢是颇具实用前景的“制－储－运氢”一体化技术。本课题组在高效催化剂研制这一核心技术研究方面取得了积极进展，提出了一种高效、简便的改进化学镀方法，在催化剂制备效率和操作简便性方面显著优于传统化学镀或电镀方法。尤为重要的是，采用该方法制得的担载型非贵过渡金属催化剂具有理想的微观结构特征，其催化活性显著优于同类非贵过渡金属催化剂，接近于贵金属催化剂文献报导水平。目前，已采用改进化学镀方法制得了数种泡沫Ni担载的多孔非晶Co基和Fe基合金催化剂，并将其应用于NaBH4、NH3BH3等化学氢化物催化水解/醇解制氢。
图1. 不同工艺制备的Co-B/泡沫Ni催化剂对NaBH4催化水解产氢动力学的影响。（□）传统方法所制催化剂；（●）改进化学镀方法所制催化剂。插图给出催化剂SEM形貌。(H.B. Dai, P. Wang, et al., J. Power Sources, 177 (2008) 17-23)
准确深入理解NaBH4催化水解反应动力学规律对于水解反应机理和设计、优化实用性制氢装置具有重要意义。围绕此课题，已有诸多研究报道，但目前仍存在普遍争议。本课题组选用非晶Co-B催化剂，将Michaelis-Menten模型成功引入到NaBH4催化水解反应体系，结合实验，在宽NaBH4浓度范围内，研究了NaBH4催化水解反应动力学规律。研究发现：在温度和NaOH稳定剂浓度恒定条件下，NaBH4浓度较低时，反应为一级动力学，而在较高NaBH4浓度条件下，反应为零级动力学，并且在NaBH4浓度、NaOH浓度和温度恒定条件下，NaBH4催化水解制氢速率与催化剂用量成正比。
图2. 采用Michaelis-Menten模型预测结果与实验测得水解反应动力学曲线对比。(H.B. Dai, P. Wang, et al., J. Phys. Chem. C, 112 (2008) 15886-15892.)