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摘 要：日本的研究团队通过将纳米金刚石(ND)嵌入氧化石墨烯(GO)膜中，在保持氧化石墨烯(GO)膜具有的仅允许氢通过的物理过滤器功能的同时，成功提高了其耐湿性，从而向实用化迈出了一大步。
关键字：氧化石墨烯膜、氢分离性、耐湿性、创新型制氢工艺、CCUS、蓝氢
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通过引入纳米金刚石（ND），抑制纳米石墨烯间的静电排斥，从根本上解决了氧化石墨烯（GO）分离膜的致命缺点——“低耐湿性”
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通过创新型制氢工艺实现低成本清洁氢的稳定供应，为实现脱碳社会作出巨大贡献
氢在使用时不会产生二氧化碳，因此作为实现脱碳社会的新时代能源，需求量很大，已经开始将其应用于电力、交通、钢铁等需要大规模低碳化的部门。特别是由可再生能源制造的“绿氢”，以及由化学燃料制造并组合使用CCS（碳捕获与封存）技术的“蓝氢”作为实现碳中和的关键，在世界范围内备受关注。为了实现真正的氢能社会，预计氢需求量将会急剧增加。因此，迫切需要开发一种具有高能源效率的制氢工艺，以稳定供应廉价氢。
目前，氢通过化石燃料的水蒸气重整工艺大规模制造。在该过程中，重整时以及重整后的混合气体（氢气、二氧化碳）分离和精制都会消耗大量能量。因此，为了实现大规模供氢，需要确立更高效的制氢方法。
目前，在工业上使用金属膜、多孔无机膜、高分子膜等作为氢分离膜，但由于膜的价格高且分离性能差等原因，目前尚未实现低成本的高纯制氢。近年来，利用二维膜材料的物理氢分离技术作为解决这一问题的方式开始引起关注，其中，GO作为具有极高分离性能的二维膜材料备受关注。
已知通过层压和压缩GO纳米片（图1）而制成的GO分离膜具有极强的从含有二氧化碳和氧气的多种混合气体中分离氢的能力，其分离潜力是工业上使用的高分子膜的10倍。然而，GO纳米片与水的亲和性高，因此现有的GO分离膜具有耐水性差的致命缺点。因此，难以将其应用于会产生含有水蒸气的混合气体的传统化石燃料制氢工艺。