中國儲能網(wǎng)訊：近日，北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院馬丁課題組在儲放氫方面取得重大進(jìn)展，他們與中國科學(xué)院大學(xué)、大連理工大學(xué)等單位合作，采用鉑-碳化鉬雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)對水和甲醇的高效活化，大大提升產(chǎn)氫效率。使用這種方式儲放氫氣，氫燃料電池汽車行駛100公里燃料成本僅需13元。該研究成果已以論文形式發(fā)表于3月23日的《自然》上。
氫能，被譽(yù)為下一代二次清潔能源，但氫氣的存儲和運(yùn)輸是阻礙氫能源大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。氫燃料電池是最具潛力的新一代能量提供系統(tǒng)，它將化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能，被廣泛用于航空航天、汽車以及其他固定和移動能量提供體系中，但是氫氣化學(xué)性質(zhì)活潑，氫氣的儲存就成為氫燃料電池應(yīng)用的關(guān)鍵。目前，豐田的商業(yè)化氫燃料電池汽車的解決方案是使用容量約125升、壓力高達(dá)700公斤的鋼瓶進(jìn)行儲氫，但其安全性不容樂觀，并且城市內(nèi)加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在一定隱患。其他的氫氣儲放體系，或價格昂貴，或存儲容量有限。
針對這些不足，一種可能的解決方案是將氫氣存儲于液體甲醇中，通過水和甲醇的液相重整反應(yīng)原位產(chǎn)氫供燃料電池使用，在釋放出甲醇中存儲氫氣的同時也活化等摩爾的水而釋放出額外的氫氣。
來自北大、中國科學(xué)院大學(xué)等單位的學(xué)者，針對甲醇和水液相制氫反應(yīng)的特點(diǎn)，采用鉑-碳化鉬雙功能催化劑實(shí)現(xiàn)對水和甲醇的高效活化，實(shí)現(xiàn)了極高的產(chǎn)氫效率。
具體來說，研究人員將碳化鉬負(fù)載的金屬鉑催化劑應(yīng)用于甲醇和水液相反應(yīng)，催化劑表現(xiàn)出超高的產(chǎn)氫活性，與較傳統(tǒng)催化劑相比，放氫速率大大提升。僅以產(chǎn)氫活性估計(jì)，該催化劑已基本達(dá)到商用車載燃料電池組的需求，僅需6克鉑即可使產(chǎn)氫速率達(dá)到1千克氫氣/小時。以目前甲醇市場價格2400元/噸計(jì)算，采用此路徑儲放氫氣，氫燃料電池汽車每百公里燃料價格僅需約13元，而加60至80升甲醇可供家用小轎車行駛600至1000公里。
該研究工作構(gòu)建了化學(xué)高效儲放氫新體系，此類催化劑還有望在生活廢水、乙醇等原料的催化產(chǎn)氫中發(fā)揮優(yōu)勢作用。該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化體系的催化性能，并積極推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
