煤制氫過(guò)程中還會(huì )產(chǎn)生大量的粉塵,這些粉塵不僅會(huì )影響空氣質(zhì)量,還可能對人體健康造成危害。而甲醇制氫過(guò)程中,由于甲醇相對純凈,在制氫過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生 SO?、氮氧化物和粉塵等污染物。
在經(jīng)濟成本方面,天然氣制氫的原料成本受天然氣價(jià)格波動(dòng)影響較大。以某地區為例,若天然氣價(jià)格為 3.5 元 /m3 ,生產(chǎn) 1 標準立方米氫氣,天然氣制氫消耗原料天然氣約 0.5m3 ,燃料天然氣約 0.1m3 ,則原料成本約為 2.1 元 。
若電價(jià)為 0.6 元 /kWh ,每生產(chǎn) 1 標準立方米氫氣消耗電量約 5 - 6kWh ,則電費成本約為 3 - 3.6 元 ,再加上設備投資、運行維護等成本,其總成本較高。而甲醇制氫的綜合成本相對較低。
清華大學(xué)團隊開(kāi)發(fā)的 Pt 單原子氮化碳復合催化劑(Pt - SA@C3N4),在 180℃下即可實(shí)現甲醇轉化率 99.8%,其活性位點(diǎn)利用率較傳統催化劑大幅提升 30 倍 。這種單原子催化劑的特之處在于,金屬原子以單原子的形式分散在載體表面,地提高了原子利用率。
減少了貴金屬的用量,降低了成本 。目前該技術(shù)已進(jìn)入中試階段,預計在 2026 年實(shí)現商業(yè)化,有望為甲醇制氫產(chǎn)業(yè)帶來(lái)革命性的變化。中科院上海高研院模仿氫化酶活性中心,設計出鐵鎳雙金屬有機框架(FeNi - MOF)催化劑,在常溫常壓下就能完成甲醇脫氫反應,能耗降低至傳統工藝的 1/5 。
仿生催化體系的構建,借鑒了自然界中生物酶的催化機制,為開(kāi)發(fā)新型催化劑提供了新思路,有望實(shí)現甲醇制氫在溫和條件下的進(jìn)行,減少能源消耗和設備成本。