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從根源解決灰氫問題 中國科學(xué)家獲得重要突破
2025年02月25日 10:29:58
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5070
中國科學(xué)家在“選擇性部分重整”技術(shù)獲得突破，通過新型催化劑成果可以實(shí)現(xiàn)綠色高效制氫。
氫氣被認(rèn)為是未來國家能源體系的重要組成部分，是兼顧綠色、高能耗比的理想的替代能源之一。然而并非所有氫氣都符合綠色能源和環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)，造成這種情況的原因便是“灰氫”的存在。
灰氫是通過化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣，或是生產(chǎn)過程中依賴化石燃料使用的氫氣。由于生產(chǎn)過程中會(huì)造成碳排放，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，因此此類氫氣并不具備環(huán)保的特性。而與之相對(duì)的，我們目前所期待的不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的氫氣則是“綠氫”。這種氫氣使用可再生能源制造，常見的方式包括電解水制氫、太陽能光解水制氫及生物質(zhì)制氫等。
事實(shí)上，目前全球仍有約96%的氫氣生產(chǎn)仍依賴化石燃料，生產(chǎn)過程中伴隨著大量的碳排放。以蒸汽甲烷重整(SMR)技術(shù)為例。這種方法是借助催化劑，在高溫條件下讓天然氣中的甲烷與水蒸氣進(jìn)行反應(yīng)制備氫氣。是目前應(yīng)用最為廣泛的制備氫氣方法。但是這種方法制備氫氣的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品——二氧化碳，并且高溫條件本身也伴隨著巨大的碳排放，因此實(shí)際生產(chǎn)1千克氫氣同時(shí)還會(huì)造成超過12千克的碳排放。
因此時(shí)至今日，尋找在效率和價(jià)格上能夠取代傳統(tǒng)制氫方法的制氫技術(shù)，仍是“綠氫”產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。
而就在近日，我國科學(xué)家在該方面獲得重要突破。
據(jù)悉，北京大學(xué)教授馬丁課題組、中國科學(xué)院大學(xué)周武教授團(tuán)隊(duì)、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院研究員周繼寒課題組聯(lián)合英國卡迪夫大學(xué)教授Graham J.Hutchings成功開發(fā)出兼具超高活性與超長(zhǎng)穩(wěn)定性的甲醇-水重整制氫催化劑，并在“選擇性部分重整”技術(shù)獲得突破。
研究人員以生物乙醇作為起點(diǎn)，將乙醇-水重整反應(yīng)從傳統(tǒng)的完全重整路徑轉(zhuǎn)變?yōu)檫x擇性部分重整路徑。不但實(shí)現(xiàn)了了反應(yīng)溫度的降低(降低至270攝氏度)，還改變了反應(yīng)的產(chǎn)物，碳原子反應(yīng)中會(huì)轉(zhuǎn)化為乙酸而非二氧化碳。通過這種新技術(shù)不但可以實(shí)現(xiàn)綠色制氫，還能聯(lián)產(chǎn)高值化學(xué)品乙酸，一舉兩得。與此同時(shí)，表面構(gòu)筑惰性稀土氧化物的納米覆蓋層的新型催化劑又能夠?qū)崿F(xiàn)超過1000小時(shí)的穩(wěn)定性與超過1500萬的催化轉(zhuǎn)化數(shù)，為該技術(shù)提供了支撐。
相信隨著該研究的持續(xù)推進(jìn)，綠氫會(huì)在不久的將來進(jìn)入我們的生活，為綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力。
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