近日,中央研究院牵头申报的国家重点研发计划国际合作项目“甲醇重整氢燃料电池关键技术及系统”通过专家评审和政府间磋商,正式获批,进入立项环节。
具体来看,项目主要研究内容包括:开展一体化甲醇重整制氢反应器、高CO耐受性低铂催化剂及膜电极、轻质化双极板等新技术、新材料和新装备的研发,最终开发小型化、长寿命、高能效、低成本的甲醇重整燃料电池系统。由中央研究院牵头,中国科学院过程工程研究所、韩国材料研究院、韩国釜山大学、韩国KLabs公司共同承担。
值得注意的是,本项目是中央研究院在氢能领域第一次获得科技部重点研发计划项目,也是国家电投在氢能领域获得的第一个国家级国际合作项目。
显然,受能源需求日益增长、化石燃料大量消耗与二氧化碳排放总量快速上升等因素的影响,氢能俨然成为未来能源变革的重要组成部分。尤其是随着中国“力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”目标的提出,更是让氢能成为汽车产业领域最热门的话题之一,也让人们对于氢能和燃料电池的发展充满了期待。
甲醇重整氢燃料电池其实也是氢燃料电池的一种,由于甲醇资源更丰富和安全,将甲醇作为补充燃料,主要是将甲醇(CH3OH)经过催化剂的作用,以高温下进行化学反应,产生氢气的过程。
以甲醇为主要成分的制氢、生产燃料电池的路线,因其优势被不少行业专家学者认为是我国氢能和燃料电池发展的另一突破口:
1、储运便捷。相比于气体状态的氢气,液态的甲醇更易于储存和运输,减少了储运氢气带来的成本以及安全问题。
2、利旧加油网络设施。储运以及加注甲醇可以利用现有的液体燃料基础设施,无需新建加氢站,可以有效降低能源转型所需的基础设施投入。
3、原料来源广、价格低廉。甲醇作为一种拥有多元化制取方式的燃料,可通过生物质合成或化石能源等方式获取,来源广泛,属于国内存量最多的燃料之一。
然而,甲醇重整制氢也面临挑战:
1、碳排放问题。甲醇的生产过程若涉及化石燃料的使用,则具有一定的碳排放量,但可通过应用可再生资源制得的绿醇实现碳排放闭环。
2、氢气纯度较低。甲醇重整制氢所产生的氢气中可能含有一定的杂质,需要经过后续处理才能得到高纯度的氢气。但可通过搭载钯膜提纯装置实现高纯氢气在线输出。
随着氢能和燃料电池技术的发展,未来的氢能将逐步推动中国能源消费结构从传统化石燃料向低碳燃料转变。中国将有望进入氢能社会,这将对能源体系、国民经济、个人与社会生活产生巨大影响。