新型催化技术实现粗氢分离存储一体化

近日，复旦大学未来能源高等研究院联合北京大学科研团队在氢能利用领域取得重要突破，成功开发出一种新型催化技术，首次实现了工业粗氢的直接分离与存储一体化。相关研究成果已发表于国际学术期刊自然·能源。
据复旦大学未来能源高等研究院包信和院士介绍，目前全球每年氢气产量超过9500万吨，其中我国产量超过3300万吨，是全球最大的产氢国。当前氢气主要来源于煤炭、天然气等化石能源的重整过程，占比超过98%。此外，钢铁、化工等行业也产生大量含氢废气，全球年排放量高达990万吨。“这些氢气通常被称为‘工业粗氢’，但由于其中含有大量一氧化碳和二氧化碳等杂质，现有的提纯技术复杂且成本高昂，难以直接应用于氢燃料电池等高要求领域，造成资源的极大浪费。”
此次研究团队的核心成果在于设计出一种具有高度选择性的新型反相催化剂，使其具备“识别”氢气分子的能力。“这种催化剂能够精准捕捉粗氢中的氢气分子并促使其发生反应，而对杂质一氧化碳和二氧化碳则几乎不发生作用。”研究人员朱义峰解释说，“利用这种催化剂，可以将粗氢中的氢气直接储存到一种特定的液体分子中，就像把钱存入银行一样。”
当需要使用高纯度氢气时，例如为氢燃料电池汽车加氢，只需对这种“储氢液体”进行简单的脱氢催化反应，便可释放出不含任何COx杂质的纯净氢气，完全满足燃料电池对氢气纯度的严格要求。
这一技术将粗氢的分离与存储整合为一步操作，显著简化了工艺流程，降低了能耗和设备投入。目前，研究团队已实现催化剂的公斤级放大生产，并完成稳定性测试，正在与相关企业沟通推进工业示范项目。