近日，中國科學(xué)院工程熱物理研究所金紅光院士團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了400℃溫和條件下的天然氣制氫。

    研究人員原創(chuàng)性地提出了“熱化學(xué)多產(chǎn)物有序分離耦合中低溫?zé)崮芷肺惶嵘?rdquo;的熱力學(xué)新思路，在降低反應(yīng)溫度、提高甲烷轉(zhuǎn)化率與選擇性、低能耗捕集二氧化碳、設(shè)備小型化等方面實(shí)現(xiàn)了突破。他們通過有序分離氫氣和二氧化碳產(chǎn)物，使天然氣制氫反應(yīng)溫度由傳統(tǒng)的800℃~1000℃大幅降至400℃以下，實(shí)現(xiàn)了99%以上甲烷直接轉(zhuǎn)化為高純氫與高純二氧化碳。

    該項(xiàng)目還實(shí)現(xiàn)了基于化石能源的制氫與脫碳的完全協(xié)同，制氫與脫碳能耗下降幅度達(dá)20%~40%。研究人員結(jié)合商業(yè)化中溫槽式聚光技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了太陽能驅(qū)動(dòng)的天然氣制氫與脫碳，進(jìn)一步減少化石能源制氫的碳足跡，展示了化石能源與可再生能源互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)氫能利用的可行性。

    據(jù)了解，研究團(tuán)隊(duì)已完成了超過6000次的穩(wěn)定循環(huán)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法的可靠性，并初步展示了技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的廣闊前景。 目前，他們正在推動(dòng)研究成果的產(chǎn)業(yè)化，日產(chǎn)百公斤級氫氣的原理樣機(jī)正在研制中。

    傳統(tǒng)制氫技術(shù)，包括工業(yè)天然氣重整制氫與煤氣化制氫，是目前氫能的主要來源。在“雙碳”戰(zhàn)略與能源低碳轉(zhuǎn)型背景下，其面臨的共性挑戰(zhàn)主要包括反應(yīng)溫度高、能耗高、二氧化碳排放高。如何突破上述“三高”問題，對于氫能與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的相容發(fā)展具有重要意義。