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從根源解決灰氫問題 中國科學家獲得重要突破
2025年02月25日 10:29:58
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：5050
中國科學家在“選擇性部分重整”技術獲得突破，通過新型催化劑成果可以實現綠色高效制氫。
氫氣被認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保的標準，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生的氫氣，或是生產過程中依賴化石燃料使用的氫氣。由于生產過程中會造成碳排放，對環境產生負面影響，因此此類氫氣并不具備環保的特性。而與之相對的，我們目前所期待的不會對環境產生負面影響的氫氣則是“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制氫等。
事實上，目前全球仍有約96%的氫氣生產仍依賴化石燃料，生產過程中伴隨著大量的碳排放。以蒸汽甲烷重整(SMR)技術為例。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行反應制備氫氣。是目前應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，會產生副產品——二氧化碳，并且高溫條件本身也伴隨著巨大的碳排放，因此實際生產1千克氫氣同時還會造成超過12千克的碳排放。
因此時至今日，尋找在效率和價格上能夠取代傳統制氫方法的制氫技術，仍是“綠氫”產業發展的重要方向。
而就在近日，我國科學家在該方面獲得重要突破。
據悉，北京大學教授馬丁課題組、中國科學院大學周武教授團隊、北京大學化學與分子工程學院研究員周繼寒課題組聯合英國卡迪夫大學教授Graham J.Hutchings成功開發出兼具超高活性與超長穩定性的甲醇-水重整制氫催化劑，并在“選擇性部分重整”技術獲得突破。
研究人員以生物乙醇作為起點，將乙醇-水重整反應從傳統的完全重整路徑轉變為選擇性部分重整路徑。不但實現了了反應溫度的降低(降低至270攝氏度)，還改變了反應的產物，碳原子反應中會轉化為乙酸而非二氧化碳。通過這種新技術不但可以實現綠色制氫，還能聯產高值化學品乙酸，一舉兩得。與此同時，表面構筑惰性稀土氧化物的納米覆蓋層的新型催化劑又能夠實現超過1000小時的穩定性與超過1500萬的催化轉化數，為該技術提供了支撐。
相信隨著該研究的持續推進，綠氫會在不久的將來進入我們的生活，為綠色產業發展助力。
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