绿氢，被公认为是能与电力相媲美的二次能源。作为一种能源物质载体，氢能在生产、储存、运输、使用等过程，仍存在诸多技术瓶颈和制约，比如体积能量密度低、输运效能差、安全性要求高等。

目前，大多数围绕光催化反应的研究，集中在以氢气作为唯一产物的半还原反应上，氧化反应的产物往往会忽略。

在氢气之外，甲醛等氧化产物的使用，被视为是实现循环经济的一种好方法。在质子还原反应中，Pt 被认为是最好的还原助催化剂, 因为它具有相对合适的费米能级，这让它可以很好地捕获电子，并且它具有较低的析氢电位。

然而，Pt 存在电子反向回流的问题，这会限制光催化的活性。

1、光催化实现甲醇制氢

英国伦敦大学学院王惠博士和所在团队，在研究单原子活性位点与光催化的对应关系中发现，单原子光催化活性和稳定性的平衡仍然是一大挑战。那么，如何利用单原子和纳米簇的协同作用，从甲醇和水中高效稳定地制氢？为此，她和同事提出了电子桥介入的策略。

该策略可以有效抑制 Pt 电子回流，并能增强催化剂的稳定性，可以带来接近 100% 的量子效率，为高效、稳定地设计原子催化剂开辟出一条重要途径。更重要的是，这一研究成果结合了绿色制氢和工业制备甲醛这两条低碳路线。

水氧化反应往往进行得较为缓慢，极大限制着从太阳能到氢气的转化效率，因此王惠在催化过程中使用甲醇和水作为氢气来源，避免了缓慢的水氧化，并能提高制氢的效率。

同时，作为一种催化剂载体，二氧化钛具有稳定、廉价的特性，具备工业化应用的潜力。考虑到单原子催化剂能够最大化地利用活性位点，并且 Pt 存在电子反向流的问题，因此课题组选择采用廉价的过渡金属单原子来作为催化剂，并将其锚定在稳定的二氧化钛载体上形成电子桥，借此提供一条稳定的电子传输路径，以保证电子被笼罩在 Pt 上，同时还能降低催化剂成本。

2、甲醇制氢前景

在车用场景下，直接利用甲醇燃料或更现实。

现阶段，如果发展氢能，甲醇制氢可以即制即用，从安全性、实用性角度来说是个不错的选择。但具体到车用动力上，现阶段，直接利用甲醇驱动或许是更为合理的选择。

甲醇在汽油机中采用点燃方式是可以使用的，虽然效率有限，但我们通过一定的技术手段让甲醇可以采用压燃方式在柴油机中使用，那么效率就会有很大提升。目前，美日系汽油车平均每加仑汽油可以续航32英里，但欧系的柴油车每加仑柴油可以跑81英里。

此外，甲醇作为液体燃料，可以充分利用现有的燃油基础设施。在甲醇内燃机车一步步发展的过程中，相应的基础设施可以在现有基础上逐步完善发展起来。比如我们现在一个加油站有六个汽油罐，慢慢发展以后可能是四个汽油罐、两个甲醇罐，循序渐进，人类几万亿美金投资建立起来的液体燃料基础设施可以继续使用，而不是盲目投资建设加氢站、充电站。

在这一阶段，如果燃料电池的研究取得了突破性的进展，成本实现有效降低，那么届时再去发展燃料电池汽车才是水到渠成。