未來甲醇制氫在催化劑研發(fā)和反應工藝優(yōu)化等方面有著明確的技術(shù)創(chuàng)新方向,這些創(chuàng)新將推動甲醇制氫技術(shù)邁向新的高度。在催化劑研發(fā)領(lǐng)域,單原子催化劑和仿生催化體系展現(xiàn)出的潛力。
仿生催化體系的構(gòu)建,借鑒了自然界中生物酶的催化機制,為開發(fā)新型催化劑提供了新思路,有望實現(xiàn)甲醇制氫在溫和條件下的進行,減少能源消耗和設(shè)備成本。
反應工藝優(yōu)化方面,光熱協(xié)同制氫和電化學原位制氫等新技術(shù)為甲醇制氫開辟了新路徑。浙江大學研發(fā)的等離子體共振反應器,利用太陽光譜中紅外波段(800 - 1200nm)直接驅(qū)動甲醇重整,系統(tǒng)能效達 68%,較傳統(tǒng)熱法提升 40% 。
光熱協(xié)同制氫技術(shù)充分利用太陽能這一清潔能源,將光能轉(zhuǎn)化為化學能,驅(qū)動甲醇重整反應,不僅減少了對傳統(tǒng)化石能源供熱的依賴,降低了碳排放,還提高了能源利用效率,具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。寧德時代公布的膜電極一體化(MEA)技術(shù),將甲醇水溶液直接通入燃料電池陽極,通過電化學氧化同步產(chǎn)氫發(fā)電,體積功率密度突破 5kW/L 。
隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)G色、低碳發(fā)展的要求不斷提高,甲醇制氫技術(shù)因其相對清潔的特點,將在工業(yè)領(lǐng)域得到更廣泛的應用。分布式能源系統(tǒng)也是甲醇制氫技術(shù)的重要應用領(lǐng)域 。在偏遠地區(qū)或?qū)δ茉垂`活性要求較高的場景,甲醇制氫分布式能源系統(tǒng)能夠提供可靠的能源供應,解決能源供應不穩(wěn)定的問題 。
某偏遠海島采用甲醇制氫分布式能源系統(tǒng)后,實現(xiàn)了能源的穩(wěn)定供應,提高了能源利用效率,減少了環(huán)境污染 。隨著分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展,甲醇制氫在該領(lǐng)域的市場需求也將不斷增加。