甲醇部分氧化制氫的反應(yīng)方程式(CH_{3}OHfrac{1}{2}O_{2}rightleftharpoons 2H_{2} + CO_{2})(Delta H^{0}= - 155kJ/mol)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，甲醇與適量的氧氣發(fā)生部分氧化反應(yīng)，氧氣的加入量對反應(yīng)的影響至關(guān)重要。



同時，在催化劑的作用下，甲醇和氧氣在催化劑表面發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳。與甲醇水蒸氣重整制氫相比，甲醇部分氧化制氫具有啟動速度快、能量利用等優(yōu)點，但反應(yīng)過程中可能會產(chǎn)生一些副反應(yīng)，如深度氧化反應(yīng)，導(dǎo)致氫氣的選擇性降低。


該反應(yīng)相對簡單，但由于產(chǎn)物中一氧化碳含量較高，而一氧化碳會對后續(xù)的氫氣應(yīng)用，如燃料電池的使用產(chǎn)生不利影響，因此通常需要對產(chǎn)物進行進一步的處理，如通過一氧化碳變換反應(yīng)將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣，以提高氫氣的純度和質(zhì)量 。


相比之下，甲醇在常溫常壓下為液體，其密度約為 0.79g/cm3 ，便于儲存和運輸。它可以利用現(xiàn)有的液體燃料儲存和運輸基礎(chǔ)設(shè)施，如油罐車、管道等，大大降低了儲存和運輸成本。

而甲醇制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳相對純凈，更易于捕集和利用。如果采用可再生能源合成的甲醇作為原料，如利用太陽能、風(fēng)能電解水制氫，再將氫氣與二氧化碳合成甲醇，那么整個甲醇制氫過程可以實現(xiàn)近乎零碳排放，對環(huán)境的友好性顯著提高。

此外，甲醇制氫過程中不產(chǎn)生氮氧化物、硫化物等有害氣體，減少了對大氣環(huán)境的污染，有助于改善空氣質(zhì)量。從成本角度分析，甲醇制氫具有一定的成本優(yōu)勢。在原料成本方面，甲醇的生產(chǎn)技術(shù)成熟，來源廣泛，價格相對穩(wěn)定。

在設(shè)備投資方面，甲醇制氫裝置的規(guī)?？筛鶕?jù)實際需求靈活調(diào)整，從小型的分布式制氫裝置到大型的工業(yè)制氫工廠均可實現(xiàn)。對于中小規(guī)模的用氫需求，甲醇制氫設(shè)備的投資相對較低，建設(shè)周期短，能夠快速滿足用戶的需求。

例如，銅基催化劑的抗中毒能力較弱，對原料中的硫、氯等雜質(zhì)較為敏感。當原料中含有微量的硫、氯時，這些雜質(zhì)會吸附在催化劑的活性中心上，導(dǎo)致催化劑活性下降，甚至失活，從而影響甲醇制氫裝置的穩(wěn)定運行 。即使在正常操作條件下，銅基催化劑的使用壽命也相對較短，一般為 1 - 3 年，這就需要頻繁更換催化劑，增加了生產(chǎn)成本和維護工作量。

此外，催化劑的活性和選擇性在不同的反應(yīng)條件下波動較大，難以在寬范圍的操作條件下保持穩(wěn)定的性能。當反應(yīng)溫度、壓力或原料組成發(fā)生變化時，催化劑的性能可能會受到顯著影響，導(dǎo)致甲醇轉(zhuǎn)化率和氫氣選擇性下降。