因此需要選擇合適的催化劑和優(yōu)化反應(yīng)條件來抑制副反應(yīng)的發(fā)生。甲醇裂解制氫的反應(yīng)方程式為CH_{3}OHrightleftharpoons CO + 2H_{2}),Delta H^{0}= + 90.7kJ/mol),同樣是吸熱反應(yīng)。在高溫和催化劑的作用下,甲醇分子中的化學(xué)鍵斷裂,分解為一氧化碳和氫氣。
傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)儲氫需要將氫氣壓縮至的壓力(通常為 35MPa 或 70MPa),這不僅需要昂貴的壓縮設(shè)備和高壓儲存容器,而且存在較大的安全風(fēng)險 。液氫儲存雖然能量密度高,但需要將氫氣冷卻至 - 253℃的低溫,能耗,儲存和運輸成本高昂,且對儲存設(shè)備的絕熱性能要求。
同時,甲醇制氫裝置的運行維護成本也相對較低,其反應(yīng)條件相對溫和,對設(shè)備的材質(zhì)和耐高溫、高壓性能要求不像某些傳統(tǒng)制氫技術(shù)那么苛刻,降低了設(shè)備的維護難度和成本。甲醇制氫技術(shù)在儲存運輸、環(huán)保性和成本等方面的優(yōu)勢,使其成為一種潛力的制氫技術(shù),有望在未來的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
例如,銅基催化劑的抗中毒能力較弱,對原料中的硫、氯等雜質(zhì)較為敏感。當(dāng)原料中含有微量的硫、氯時,這些雜質(zhì)會吸附在催化劑的活性中心上,導(dǎo)致催化劑活性下降,甚至失活,從而影響甲醇制氫裝置的穩(wěn)定運行 。即使在正常操作條件下,銅基催化劑的使用壽命也相對較短,一般為 1 - 3 年,這就需要頻繁更換催化劑,增加了生產(chǎn)成本和維護工作量。
在反應(yīng)過程中,還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布不均勻,導(dǎo)致部分反應(yīng)區(qū)域的溫度過高或過低,影響了反應(yīng)的進行和能量的有效利用。同時,反應(yīng)后的產(chǎn)物氣中含有大量的余熱,若不能有效地回收利用,也會造成能量的浪費。甲醇制氫過程中的安全環(huán)保問題也不容忽視。
此外,甲醇制氫過程中會產(chǎn)生一定量的二氧化碳排放,雖然相較于傳統(tǒng)的化石燃料制氫方法,其二氧化碳排放量相對較低,但在全球?qū)μ寂欧乓笕找鎳栏竦谋尘跋?,如何進一步降低甲醇制氫過程中的碳排放,實現(xiàn)低碳甚至零碳制氫,也是該技術(shù)面臨的重要挑戰(zhàn)之一 。