清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復(fù)合催化劑(Pt - SA@C3N4),在 180℃下即可實(shí)現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化率 99.8%,其活性位點(diǎn)利用率較傳統(tǒng)催化劑大幅提升 30 倍 。這種單原子催化劑的特之處在于,金屬原子以單原子的形式分散在載體表面,地提高了原子利用率。
仿生催化體系的構(gòu)建,借鑒了自然界中生物酶的催化機(jī)制,為開(kāi)發(fā)新型催化劑提供了新思路,有望實(shí)現(xiàn)甲醇制氫在溫和條件下的進(jìn)行,減少能源消耗和設(shè)備成本。
光熱協(xié)同制氫技術(shù)充分利用太陽(yáng)能這一清潔能源,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,驅(qū)動(dòng)甲醇重整反應(yīng),不僅減少了對(duì)傳統(tǒng)化石能源供熱的依賴,降低了碳排放,還提高了能源利用效率,具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。寧德時(shí)代公布的膜電極一體化(MEA)技術(shù),將甲醇水溶液直接通入燃料電池陽(yáng)極,通過(guò)電化學(xué)氧化同步產(chǎn)氫發(fā)電,體積功率密度突破 5kW/L 。
通過(guò)在甲醇制氫系統(tǒng)中引入傳感器和智能控制系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化反應(yīng)條件,如溫度、壓力、原料流量等,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的控制,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),對(duì)大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析,能夠預(yù)測(cè)設(shè)備故障、優(yōu)化設(shè)備維護(hù)計(jì)劃,降低設(shè)備故障率和維護(hù)成本,提高甲醇制氫裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性 。
在政策支持和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下,甲醇制氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。從政策層面來(lái)看,全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)都將氫能產(chǎn)業(yè)視為未來(lái)能源發(fā)展的重要方向,出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)政策,為甲醇制氫技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的政策環(huán)境 。我國(guó)高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將其納入國(guó)家能源戰(zhàn)略規(guī)劃。
《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016 - 2030 年)》明確提出要大力發(fā)展氫能與燃料電池技術(shù),推動(dòng)甲醇制氫等制氫技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用 。各地也紛紛出臺(tái)配套政策,加大對(duì)甲醇制氫項(xiàng)目的扶持力度,如提供財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、土地使用優(yōu)惠等,降低企業(yè)的投資成本和運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),吸引了大量企業(yè)和資本投入到甲醇制氫產(chǎn)業(yè)中 。