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。
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。
目前,我國甲醇產能世界前列,煤炭、天然氣等化石能源均可作為甲醇的生產原料,使得甲醇的供應充足且成本可控。而傳統的水電解制氫,由于其耗電量,電價在制氫成本中占比高達 70% - 80%,導致制氫成本居高不下 。
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。
能量效率是甲醇制氫技術面臨的另一大挑戰。甲醇水蒸氣重整制氫是吸熱反應,需要外界提供大量的熱量來維持反應的進行。在傳統的甲醇制氫工藝中,通常采用燃燒化石燃料來提供熱量,這不僅增加了能源消耗和生產成本,還會產生一定量的二氧化碳排放,降低了整個制氫過程的能源效率和環境友好性 。
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。