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研究前沿

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燃料电池车可采用低温催化法从甲醇中提取氢

小太阳网登录:2013-08-11      来源:      阅读次数:

    研究人员近日开发出一种高效低温催化方式能够从甲醇中提取氢。通过这种方法能够在65-95℃的环境下转换氢原子,并且能够达到良好的催化剂周转频率(4700/秒),在1摩尔催化剂失效前,可将35万个甲醇分子转化成氢原子。因此,研究人员认为利用甲醇作为氢原子的载体是可行的。

氢燃料电池汽车的技术挑战之一就是车载容量储存系统能否储存足够的氢原子。甲醇在室温下为液体,其中包含12.6%的氢气。然而,目前的用于量产化的甲醇重塑技术在高于200℃、压力在25-50巴的环境下,限制了其在汽车领域的应用。燃料电池车可采用低温催化法从甲醇中提取氢

 

 制氢反应图:甲醇和水以41的体积比混合,以0.5摩尔/升的氢氧化钠作为催化剂,在72℃的温度环境下生成氢和其它气体

研究人员目前致力于在低于100℃的环境下完成水相甲醇脱氢过程。从最初的脱氢甲醇分解成氢气与甲醛,水促进甲醛转化成甲酸和氢,最终脱氢后的甲酸形成氢气和二氧化碳。

钌错合物(ruthenium complexes)帮助低温水相甲醇脱氢过程高效进行,一个中心钌原子被一个氮原子以及两个氧原子夹紧形成一个有机基团。

所有的实验过程都在惰性气体(氩气)环境下进行。将MeOHH2O以一定比例混合,并含有规定数量的碱,加热混合物30分钟使反应达到平衡。

研究小组发现,有以下几个因素能影响催化剂的活性:碱性水溶液(即甲醇)的浓度,溶剂(即水)的含量、环境温度。系统(即甲醇水溶液)在碱性水溶液环境下存放3周后,其化学性质依旧稳定。一旦溶液的相对浓度达到稳定的值后,溶液中的甲醇能够通过均相催化而得到氢,最终溶液中氢气与二氧化碳的比值为31

来源:盖世汽车网

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