該反應相對簡單,但由于產物中一氧化碳含量較高,而一氧化碳會對后續的氫氣應用,如燃料電池的使用產生不利影響,因此通常需要對產物進行進一步的處理,如通過一氧化碳變換反應將一氧化碳轉化為二氧化碳和氫氣,以提高氫氣的純度和質量 。
傳統的高壓氣態儲氫需要將氫氣壓縮至的壓力(通常為 35MPa 或 70MPa),這不僅需要昂貴的壓縮設備和高壓儲存容器,而且存在較大的安全風險 。液氫儲存雖然能量密度高,但需要將氫氣冷卻至 - 253℃的低溫,能耗,儲存和運輸成本高昂,且對儲存設備的絕熱性能要求。
相比之下,甲醇在常溫常壓下為液體,其密度約為 0.79g/cm3 ,便于儲存和運輸。它可以利用現有的液體燃料儲存和運輸基礎設施,如油罐車、管道等,大大降低了儲存和運輸成本。
例如,銅基催化劑的抗中毒能力較弱,對原料中的硫、氯等雜質較為敏感。當原料中含有微量的硫、氯時,這些雜質會吸附在催化劑的活性中心上,導致催化劑活性下降,甚至失活,從而影響甲醇制氫裝置的穩定運行 。即使在正常操作條件下,銅基催化劑的使用壽命也相對較短,一般為 1 - 3 年,這就需要頻繁更換催化劑,增加了生產成本和維護工作量。
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 。
在反應過程中,還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應器內的溫度分布不均勻,導致部分反應區域的溫度過高或過低,影響了反應的進行和能量的有效利用。同時,反應后的產物氣中含有大量的余熱,若不能有效地回收利用,也會造成能量的浪費。甲醇制氫過程中的安全環保問題也不容忽視。