[國(guó)內(nèi)某氫能企業(yè)] 與 [國(guó)外前列科研機(jī)構(gòu)] 達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議,聯(lián)合開展甲醇制氫催化劑技術(shù)攻關(guān),重點(diǎn)解決現(xiàn)有催化劑在高溫工況下活性下降、壽命縮短的技術(shù)難題。雙方將依托各自在材料科學(xué)、催化工程領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì),建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,共同研發(fā)新型催化劑材料和制備工藝。根據(jù)合作協(xié)議,國(guó)外機(jī)構(gòu)將提供先進(jìn)的納米材料合成技術(shù)和表面改性方法,國(guó)內(nèi)企業(yè)則負(fù)責(zé)催化劑的工業(yè)化應(yīng)用驗(yàn)證。雙方計(jì)劃在未來(lái)兩年內(nèi),通過(guò)優(yōu)化活性組分配比、改進(jìn)載體結(jié)構(gòu),開發(fā)出耐高溫、長(zhǎng)壽命的甲醇制氫催化劑。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,此次合作將加速甲醇制氫技術(shù)的迭代升級(jí),提升我國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)也為全球甲醇制氫行業(yè)的技術(shù)發(fā)展提供新的思路。低壓環(huán)境更有利于甲醇裂解反應(yīng)的進(jìn)行。北京甲醇裂解制氫設(shè)計(jì)
交通脫碳進(jìn)程中,甲醇裂解制氫為重載運(yùn)輸和船舶領(lǐng)域提供可行方案。相比電池驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)方案,氫燃料電池更適合長(zhǎng)距離、高負(fù)載場(chǎng)景:以標(biāo)準(zhǔn)集裝箱卡車為例,50kg氫氣可使續(xù)航里程突破1000公里,加氫時(shí)間*需8-10分鐘,與柴油車相當(dāng)。移動(dòng)式甲醇裂解裝置的開發(fā)成為關(guān)鍵技術(shù)。車載系統(tǒng)需集成緊湊型反應(yīng)器、換熱器與智能控系統(tǒng),體積功率密度需達(dá)到2kW/L以上。豐田、現(xiàn)代等車企已展示甲醇重整燃料電池原型車,在-20℃低溫環(huán)境下仍可穩(wěn)定供氫。船舶應(yīng)用方面,甲醇作為航運(yùn)認(rèn)可的低碳燃料,其裂解制氫系統(tǒng)可解決海上加氫站缺失問(wèn)題,為遠(yuǎn)洋船舶提供自主供能方案。經(jīng)濟(jì)性測(cè)算表明,在柴油價(jià)格7元/升的基準(zhǔn)下,甲醇重整氫燃料電池的重卡全生命周期成本(TCO)已具備競(jìng)爭(zhēng)力。 新能源甲醇裂解制氫生產(chǎn)廠家原理基于甲醇與水的化學(xué)反應(yīng),在特定條件下生成氫氣。
甲醇裂解制氫在燃料電池領(lǐng)域應(yīng)用:隨著燃料電池技術(shù)的發(fā)展,甲醇裂解制氫在該領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。燃料電池汽車和分布式發(fā)電系統(tǒng)對(duì)氫氣的需求日益增長(zhǎng),甲醇作為一種液態(tài)燃料,便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸,可作為燃料電池現(xiàn)場(chǎng)制氫的理想原料。在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或?qū)╇姺€(wěn)定性要求高的場(chǎng)所,安裝一套甲醇裂解制氫與燃料電池聯(lián)用的裝置,能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。比如,在野外作業(yè)營(yíng)地,利用這種裝置,可將甲醇轉(zhuǎn)化為氫氣,再通過(guò)燃料電池發(fā)電,滿足營(yíng)地的照明、設(shè)備運(yùn)行等用電需求。而且,甲醇裂解制氫的快速啟動(dòng)特性,能讓燃料電池迅速進(jìn)入工作狀態(tài),適應(yīng)不同場(chǎng)景下對(duì)能源的即時(shí)需求,促進(jìn)了燃料電池技術(shù)在更多領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。
甲醇裂解制氫在環(huán)境保護(hù)方面具有一定的優(yōu)勢(shì),但也存在一些挑戰(zhàn)。從優(yōu)勢(shì)方面來(lái)看,與傳統(tǒng)的化石燃料制氫方法相比,甲醇裂解制氫過(guò)程中產(chǎn)生的污染物相對(duì)較少。甲醇的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水,而在甲醇裂解制氫過(guò)程中,雖然會(huì)產(chǎn)生一氧化碳等副產(chǎn)物,但通過(guò)后續(xù)的處理工藝,可以將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳,從而減少對(duì)環(huán)境的污染3。而且,甲醇可以從可再生資源中制備,這為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的氫氣生產(chǎn)提供了可能。然而,甲醇裂解制氫也面臨著一些環(huán)境保護(hù)挑戰(zhàn)。首先,甲醇的生產(chǎn)過(guò)程需要消耗大量的能源,如果甲醇是通過(guò)化石能源合成的,那么在整個(gè)生命周期內(nèi),甲醇裂解制氫的碳排放仍然較高。其次,甲醇是一種有害的化學(xué)品,在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中,如果發(fā)生泄漏等危險(xiǎn),會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成危害。因此,在發(fā)展甲醇裂解制氫技術(shù)的同時(shí),必須加強(qiáng)對(duì)甲醇生產(chǎn)和使用過(guò)程的環(huán)境管理,提高技術(shù)的安全性和可靠性。 隨著技術(shù)成熟度提升,甲醇裂解制氫有望成為氫能供應(yīng)體系的重要支柱。
在甲醇裂解制氫過(guò)程中,催化劑對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行起著決定性作用。目前,工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是銅基催化劑,以氧化銅為活性組分,氧化鋅、氧化鋁為助劑和載體。銅基催化劑在低溫下就具備良好的催化活性,能降低甲醇裂解的活化能,提升反應(yīng)速率。但銅基催化劑的抗毒化能力較弱,原料中的硫、氯等雜質(zhì),極易導(dǎo)致催化劑中毒失活。為解決這一難題,科研人員通過(guò)優(yōu)化催化劑制備工藝,如采用共沉淀法、溶膠-凝膠法,提升活性組分的分散度,增強(qiáng)催化劑的穩(wěn)定性。同時(shí),引入新型助劑,如稀土元素鑭、鈰,進(jìn)一步提高催化劑的抗積碳和抗中毒性能。此外,一些新型催化劑,如貴金屬負(fù)載型催化劑、合金催化劑等,也在實(shí)驗(yàn)室研究中展現(xiàn)出優(yōu)異的性能。未來(lái),研發(fā)高活性、高穩(wěn)定性、抗毒化能力強(qiáng)且成本低廉的催化劑,仍是甲醇裂解制氫領(lǐng)域的關(guān)鍵研究方向。 可以將甲醇裂解制氫與水電解制氫、生物質(zhì)制氫等技術(shù)結(jié)合,根據(jù)不同的需求和資源條件選擇合適的制氫方法。陜西甲醇甲醇裂解制氫
醇裂解制氫產(chǎn)生的二氧化碳排放量相對(duì)較低。北京甲醇裂解制氫設(shè)計(jì)
氫氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是面臨的主要挑戰(zhàn)之一。氫氣密度低,常溫常壓能量密度小,需要通過(guò)壓縮、液化或化學(xué)吸附等方式進(jìn)行存儲(chǔ)。壓縮氫氣是常見的方法,將氫氣壓縮至狀態(tài)存儲(chǔ)在特制的氣瓶中,廣泛應(yīng)用于氫燃料電池汽車等領(lǐng)域。液化氫氣則需將氫氣冷卻至極低溫度(約 -253℃)使其液化,以提高存儲(chǔ)密度,但液化過(guò)程能耗高,對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的絕熱性能要求極高。在運(yùn)輸方面,氣態(tài)氫氣可通過(guò)管道輸送,但管道建設(shè)成本高昂,且對(duì)管道材質(zhì)要求特殊,需防止氫氣滲透。液態(tài)氫氣運(yùn)輸則適合長(zhǎng)距離、大規(guī)模運(yùn)輸,但同樣面臨低溫保存和運(yùn)輸設(shè)備成本高的問(wèn)題。近年來(lái),固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)取得了一定進(jìn)展,利用金屬氫化物等材料吸附氫氣,在需要時(shí)釋放,具有安全性高、存儲(chǔ)密度較大等,為氫能源的存儲(chǔ)和運(yùn)輸開辟了新的途徑。北京甲醇裂解制氫設(shè)計(jì)