韓國化學研究院院長李美惠(이미혜)25日對外宣佈,該院的蔡鎬晶(채호정)研究團隊研發出了節能高效的催化制氫工藝。
這種新工藝沿襲了利用催化技術從氨(NH3)中提取氫氣的工藝,在同等條件下,比傳統的催化工藝的制氫效率提高了40%。
氫屬於高壓氣體,在儲運過程中有爆炸的危險,儲運費用也很高。解決這一問題的最佳方案就是利用氨,在現場製作氫氣。
當氨與催化劑發生反應時,氨分子中的3個氫原子被分離出來,只剩下1個氮原子。 剩下的氮原子兩個一組重新組合成氮分子,並以氣體形態釋放到大氣中。
照片左邊的是支撐劑,右邊的是支撐劑中含有釕的催化劑。
研究團隊透過降低氮複合---脫附反應的活效能(產生反應所需的最小能量)的原理,開發出了利用氨高效制氫的催化劑。他們首先合成了一種含有鈰(Ce)和鑭(La)元素的複合氧化物支撐劑,使氨的分解達到最優。然後,把金屬釕(Ru)的奈米粒子均勻地分散到支撐劑的表面,完成了新型催化劑的製作過程。
使用該催化劑的制氫工藝在溫度450度(比傳統工藝低100度左右)時的制氫效率,與傳統工藝的制氫效率完全一樣。即使在400度溫度時,它的制氫效率也能達到傳統工藝制氫效率的 90%以上。
新型催化劑與傳統催化劑在相同的條件下,制氫效率提高了約40%;在反應點(活性位點)的催化反應也比傳統的高出了4倍。在經過數百個小時的耐久性測試中,新型催化劑表現出了穩定的效能。
新型催化劑的製作可以採用基本的化學工藝---沉澱法進行生產,簡單容易,有利於批次生產和實現商用化。蔡浩正研究員表示,新研製的氨分解催化工藝能夠促進大型制氫設施、氫發電站、氫氣站和氫動力船舶等多種應用平臺的開發程序,必將為綠色氫能社會的穩定做出貢獻。
新型催化劑的研究團隊成員(左起)韓國化學研究院的蔡浩正博士,Le Thien An博士,金榮民博士。