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德发明甲酸制造氢气简易方法 发布时间: 2020-03-03 00:22:56 作者:本站编辑
德国莱布尼茨催化研究所的科学家马赛厄斯•贝勒最近发明了一种在低温下将甲酸转化成氢气的方法,从而使甲酸这种常见的防腐剂和抗菌剂有望成为燃料电池的安全、便捷的氢来源。有关结果发表在最新出版的德国《应用化学》杂志上。

  燃料电池不能普及的一个重要原因是难以制造、储存和运输足够量的氢气。使用含有氢的原料,在需要时将其分解产生氢气,这种方法要比与直接运送氢气更为实用。目前,甲烷和甲醇是燃料电池最常用的两种氢来源,通常它们要经过蒸气重组这道工序而分解产生氢气,这个过程需要200℃以上的高温和专门的重整转化装置。如果能在较低的温度下完成上述转换,就不需要消耗大量的能源,也不需要转化装置,从而能为小型燃料电池(如为便携电子器件)提供更合适的氢气源。

  贝勒及其同事将甲酸与胺混合,在一种金属钌催化剂的作用下,在26℃—40℃就可以将甲酸分解成氢气和二氧化碳。由于甲酸是一种液体,因此(同气体相比)更加容易处理。贝勒说,虽然甲酸具有腐蚀性,但它与胺的混合物则是温和的。

  甲酸可以直接用于燃料电池,因为省去了转化成氢气这一步骤,使用起来更简便。加拿大的Tekin公司正在与德国化工巨头巴斯夫公司———全球最大的甲酸生产商———合作,推动直接使用甲酸的燃料电池商业化。Tekin宣称,同使用甲醇的燃料电池相比,甲酸燃料电池体积更小,而且构造要简单。

  但甲酸燃料电池有一大缺点:燃料电池的效率不高。1公斤甲酸产生的氢气只能提供1.45千瓦时的电力,而1公斤甲醇能提供4.19千瓦时的电力。这意味着要产生相同的电力,甲酸的消耗量是甲醇的3倍,这会使得甲酸燃料电池的成本上升。不过,贝勒认为,由于省去了蒸气重组这个高耗能过程,加上催化剂的效率不断提高,总体来看,研究人员可以控制甲酸燃料电池的成本,使其更具竞争力。