利用氨作為燃料電池氫載體的研究進展

要想用氨作為氫氣載體，必須開發(fā)出一種分離技術(shù)，能從氨的分解中可靠地回收氫氣，并使氫氣的純度滿足質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池的要求。日本Hiroshima大學(xué)Yo-shitaugu Kojima領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊，與Taiyo Nippon Sanso公司、豐田汽車公司和Showa Denko K K 合作，在氨分解制氫方面取得了進展。在一項名為“能源載體”的跨部門戰(zhàn)略創(chuàng)新項目的支持下，研究人員開發(fā)出了分解氨并回收高純氫氣所需的技術(shù)。

用一種負載于MgO上的釕催化劑，在微通道裂解爐中將氨分解為氫氣和氮氣，操作溫度為500 ℃，壓力為0.1 MPa，轉(zhuǎn)化效率達99.8%。通過變壓吸附和分子篩吸收塔將剩余的氨質(zhì)量分數(shù)從1 000 μgg降至0.02 μgg以下，所得氫氣的純度為99.98%(氨質(zhì)量分數(shù)小于0.02 μgg，N2質(zhì)量分數(shù)小于10 μgg)。氫氣凈回收率達90%。裂解產(chǎn)生的熱量得到利用，凈能效達到80%。

研究人員認為這項技術(shù)能夠從目前10 m3h的規(guī)模放大到300～1 000 m3h，從而得到商業(yè)應(yīng)用，比如用于燃料電池驅(qū)動的小轎車和叉車。