上海交通大學氫科學中心在“氫能、氫醫學、氫農學”三個研究方向上攜手發展。氫氣不僅是一種清潔的綠色能源，而且是一種被證明是安全有效的醫用氣體。對炎癥相關疾病有明顯的抗炎作用。它也是一種清潔高效的農用燃氣。它在作物抗逆性、增產、保鮮等方面具有顯著的生物學效應。氫能、氫醫學和氫農業都存在著共同的科學問題：氫分子的有效儲存、安全輸送、控制釋放和有效利用。受氫能啟發，何前軍教授（兼職）團隊將氫能和催化應用于氫醫學和氫農業，并在2021年取得了一系列新進展。

首先，針對氫氣控釋問題，開發了Z型sns1.68-wo2.41納米催化劑和K/C共摻雜氮化碳催化劑（如圖所示），實現腫瘤原位近紅外光催化制氫，抑制癌細胞能量代謝，同時，利用產生的空穴氧化腫瘤中過表達的GSH，破壞腫瘤抗氧化防御系統，從而通過氫空穴聯合療法有效破壞腫瘤微環境，達到高效抗癌的效果。本研究首次提出“氫-空穴聯合療法”。與傳統的天然氣前藥裝填策略不同，催化產氣策略完全避免了其它部分的產氣。與傳統的光催化制氫材料相比，所研制的近紅外光催化制氫納米材料不需要攜帶任何犧牲劑，能夠連續、可持續、高效地制氫。這項工作已發表在世界著名期刊《自然·通訊》和《先進材料》：Photocatalysis-mediated drug-free sustainable cancer therapy using nanocatalyst， Nature Communications，2021，12，1345。

其次，針對氨氣的高效釋氫問題，采用中空介孔二氧化硅納米粒子負載氨芐烷，構建了一種高效釋氫納米膠囊，實現了氨氣的高效釋氫和酸控長期釋放。研究發現，胃腸道中的緩釋氫分子可以通過“腸內”調節腸道菌群（如akk菌群）？代謝途徑？肝軸改善糖代謝和脂代謝，有效改善糖尿病、脂肪肝和肥胖癥（見圖表）。氫納米緩釋膠囊以肥料的形式應用于氫農學。發現它能長時間向植物根系釋放氫分子，誘導植物側根生長，揭示了緩釋氫分子通過調節一氧化氮誘導側根生長的機理（如下圖所示）。這項工作已發表在《生物材料》和《化學工程雜志》上