甲醇部分氧化制氫的反應方程式(CH_{3}OHfrac{1}{2}O_{2}rightleftharpoons 2H_{2} + CO_{2})(Delta H^{0}= - 155kJ/mol),該反應為放熱反應。在反應過程中,甲醇與適量的氧氣發生部分氧化反應,氧氣的加入量對反應的影響至關重要。
因此需要選擇合適的催化劑和優化反應條件來抑制副反應的發生。甲醇裂解制氫的反應方程式為CH_{3}OHrightleftharpoons CO + 2H_{2}),Delta H^{0}= + 90.7kJ/mol),同樣是吸熱反應。在高溫和催化劑的作用下,甲醇分子中的化學鍵斷裂,分解為一氧化碳和氫氣。
同時,甲醇的蒸汽壓較低,揮發性相對較小,安全性較高,減少了運輸過程中的安全隱患。環保性上,甲醇制氫過程相對清潔。以甲醇水蒸氣重整制氫為例,其主要產物為氫氣和二氧化碳,相較于傳統的化石燃料制氫方法,如煤炭氣化制氫,在煤炭氣化過程中,除了產生氫氣和二氧化碳外,還會產生大量的一氧化碳、硫化氫、粉塵等污染物,對環境造成嚴重危害。
而甲醇制氫過程中產生的二氧化碳相對純凈,更易于捕集和利用。如果采用可再生能源合成的甲醇作為原料,如利用太陽能、風能電解水制氫,再將氫氣與二氧化碳合成甲醇,那么整個甲醇制氫過程可以實現近乎零碳排放,對環境的友好性顯著提高。
此外,催化劑的活性和選擇性在不同的反應條件下波動較大,難以在寬范圍的操作條件下保持穩定的性能。當反應溫度、壓力或原料組成發生變化時,催化劑的性能可能會受到顯著影響,導致甲醇轉化率和氫氣選擇性下降。
甲醇是一種有毒、易燃的化學品,在儲存、運輸和使用過程中存在一定的安全風險。如果發生泄漏,甲醇可能會對人體造成中毒危害,同時也容易引發火災和爆炸事故。在甲醇制氫裝置的運行過程中,需要嚴格控制甲醇的泄漏,并采取有效的安全措施,如設置泄漏檢測報警裝置、配備消防設備等。