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(jìn)行進(jìn)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 。
同時,甲醇的蒸汽壓較低,揮發(fā)性相對較小,安全性較高,減少了運輸過程中的安全隱患。環(huán)保性上,甲醇制氫過程相對清潔。以甲醇水蒸氣重整制氫為例,其主要產(chǎn)物為氫氣和二氧化碳,相較于傳統(tǒng)的化石燃料制氫方法,如煤炭氣化制氫,在煤炭氣化過程中,除了產(chǎn)生氫氣和二氧化碳外,還會產(chǎn)生大量的一氧化碳、硫化氫、粉塵等污染物,對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。
目前,我國甲醇產(chǎn)能世界前列,煤炭、天然氣等化石能源均可作為甲醇的生產(chǎn)原料,使得甲醇的供應(yīng)充足且成本可控。而傳統(tǒng)的水電解制氫,由于其耗電量,電價在制氫成本中占比高達(dá) 70% - 80%,導(dǎo)致制氫成本居高不下 。
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(dāng)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。
在反應(yīng)過程中,還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布不均勻,導(dǎo)致部分反應(yīng)區(qū)域的溫度過高或過低,影響了反應(yīng)的進(jìn)行和能量的有效利用。同時,反應(yīng)后的產(chǎn)物氣中含有大量的余熱,若不能有效地回收利用,也會造成能量的浪費。甲醇制氫過程中的安全環(huán)保問題也不容忽視。
此外,甲醇制氫過程中會產(chǎn)生一定量的二氧化碳排放,雖然相較于傳統(tǒng)的化石燃料制氫方法,其二氧化碳排放量相對較低,但在全球?qū)μ寂欧乓笕找鎳?yán)格的背景下,如何進(jìn)一步降低甲醇制氫過程中的碳排放,實現(xiàn)低碳甚至零碳制氫,也是該技術(shù)面臨的重要挑戰(zhàn)之一 。