但目前可再生能源發(fā)電受自然條件限制,穩(wěn)定性較差,且電解水制氫設(shè)備成本高,導(dǎo)致其大規(guī)模應(yīng)用受到一定制約。而甲醇制氫雖然存在碳排放,但技術(shù)相對成熟,供應(yīng)穩(wěn)定性較好,在現(xiàn)階段更具應(yīng)用優(yōu)勢。
清華大學(xué)團隊開發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復(fù)合催化劑(Pt - SA@C3N4),在 180℃下即可實現(xiàn)甲醇轉(zhuǎn)化率 99.8%,其活性位點利用率較傳統(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制,為開發(fā)新型催化劑提供了新思路,有望實現(xiàn)甲醇制氫在溫和條件下的進行,減少能源消耗和設(shè)備成本。
反應(yīng)工藝優(yōu)化方面,光熱協(xié)同制氫和電化學(xué)原位制氫等新技術(shù)為甲醇制氫開辟了新路徑。浙江大學(xué)研發(fā)的等離子體共振反應(yīng)器,利用太陽光譜中紅外波段(800 - 1200nm)直接驅(qū)動甲醇重整,系統(tǒng)能效達 68%,較傳統(tǒng)熱法提升 40% 。
通過在甲醇制氫系統(tǒng)中引入傳感器和智能控制系統(tǒng),能夠?qū)崟r監(jiān)測和優(yōu)化反應(yīng)條件,如溫度、壓力、原料流量等,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的控制,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),對大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行挖掘和分析,能夠預(yù)測設(shè)備故障、優(yōu)化設(shè)備維護計劃,降低設(shè)備故障率和維護成本,提高甲醇制氫裝置的運行穩(wěn)定性和可靠性 。
某偏遠海島采用甲醇制氫分布式能源系統(tǒng)后,實現(xiàn)了能源的穩(wěn)定供應(yīng),提高了能源利用效率,減少了環(huán)境污染 。隨著分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展,甲醇制氫在該領(lǐng)域的市場需求也將不斷增加。