5月8日,記者從山西煤化所獲悉,該所煤轉(zhuǎn)化國家重點實驗室溫曉東課題組與北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馬丁、中國科學(xué)院大學(xué)周武以及大連理工大學(xué)石川等課題組合作,針對甲醇和水液相制氫反應(yīng)的特點,研發(fā)出新型原子級分散的鉑-碳化鉬雙功能催化劑,實現(xiàn)了低溫下(150°C~190°C)高效產(chǎn)氫效率,突破氫氣的存儲和輸運(yùn)瓶頸,解決了氫氣在這一過程中的安全隱患問題。
氫燃料電池是最具潛力的新一代能量提供系統(tǒng),但是氫氣化學(xué)性質(zhì)活潑,氫氣的存儲和輸運(yùn)一直以來是阻礙氫能源大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。目前,雖然日本實現(xiàn)了氫燃料電池汽車的示范,而氫氣儲存在約120L、壓力高達(dá)700公斤的鋼瓶,其安全性不容樂觀,并且城市內(nèi)加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)亦存在一定隱患。此外,目前其他的氫氣儲放體系,或價格昂貴,或存儲容量有限。針對這些不足,山西煤化所與北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、中國科學(xué)院以及大連理工大學(xué)合作,針對甲醇和水液相制氫反應(yīng)的特點,從實驗設(shè)計出發(fā),結(jié)合理論計算開發(fā)出新型原子級分散的鉑-碳化鉬雙功能催化劑,實現(xiàn)了在低溫下(150°C~190°C)高效的產(chǎn)氫效率。
甲醇能夠和水進(jìn)行液相重整并原位釋放高質(zhì)量密度(18.8wt%)的氫氣,但傳統(tǒng)的甲醇蒸汽重整操作需要在相對較高的溫度(200°C~350°C)下進(jìn)行,在儲存和運(yùn)輸方面存在安全隱患。該研究工作為含碳資源高效清潔轉(zhuǎn)化利用提供了新的方向,實現(xiàn)了從含碳資源(甲醇)到無碳能源(氫能)的高效溫和轉(zhuǎn)化,為氫能制備、存儲及安全利用提供了新的思路,并有望作為下一代高效儲放氫新體系得到應(yīng)用。有國際權(quán)威專家認(rèn)為這一催化體系的研究成果是一個重大突破。此類催化劑還有望在其他水相重整制氫過程,如生活廢水、乙醇等原料的催化產(chǎn)氫中發(fā)揮優(yōu)勢作用。