氨分解以节省氢气提高氢气提取效率

为了在未来几年中实现有效的氢经济,必须将煤和石油等来源产生的氢从其生产地点运输到最终用户,通常要经过很长的距离,以实现国家之间成功的氢贸易。博士 韩国科学技术研究院(KIST)氢燃料电池研究中心的Hyuntae Sohn和Changwon Yoon及其团队宣布了一种新型的纳米金属催化剂,其钌(Ru)的含量降低了60%,钌是一种昂贵的贵金属,通过氨分解提取氢气。

氨最近已成为一种液体存储和传输介质,对于长距离氢传输已显示出有希望的稳定性。在108 kg H 2 / m 3的情况下,液化氨(NH 3)可以存储的氢比液态氢多50%。当氨在高温下分解时,仅产生氢气和氮气,而二氧化碳的排放量最小。由于目前全球每年生产超过2亿吨氨用于工业用途,因此已经存在用于大规模存储和长途运输的基础设施,可以将其简单地重新用于氢气运输。

然而,对大量热量的需求一直是一个紧迫的问题,阻碍了氨在氢的运输和存储中的广泛采用。从氨中提取氢的分解反应只能在需要大量能量输入的高温下进行。甲催化剂以固体粉末的形式可以分解反应,以降低反应温度的过程中加入; 然而,现有的钌金属基催化剂非常昂贵且稳定性低,因此需要定期更换。

KIST研究小组已开发出制氢催化剂由氨分解产生的,其中在真空下通过煅烧将钌金属颗粒和沸石牢固地结合在一起,这导致在沸石载体的每个孔中包含亚纳米和纳米(十亿分之一米)的钌金属颗粒。这种新型催化剂的氨分解性能是传统商业催化剂的2.5倍,并且仅使用40%的钌金属即可达到这种效率。由于存在着纳米级(或更小的)钌金属颗粒,即使在较高的反应温度下,氨分解过程中也能保持其稳定性,因此,所提出的催化剂的使用可以克服稳定性低的问题,这已大大限制了其商业化进程。现有催化剂。

“开发的催化剂具有有利的结构,因为纳米尺寸的钌金属颗粒均匀地分布在沸石(一种晶体矿物)上。因此,这种催化剂比以前报道的催化剂表现出更高的性能和稳定性,并有望促进其商业化。氨生产高纯度氢气的过程”,KIST Hyuntae Sohn博士说。

“基于氨的大容量氢运输的重要性正在迅速提高,发达国家之间在相关技术的开发和获取方面竞争激烈。拟议的催化剂通过氨分解生产大容量氢的催化剂的应用,目前是经过研究和开发,最终将有助于氨衍生氢气的商业化和国家之间的高容量氢气运输。” Changwon Yoon博士说。

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