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。
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 。
在設備投資方面,甲醇制氫裝置的規??筛鶕嶋H需求靈活調整,從小型的分布式制氫裝置到大型的工業制氫工廠均可實現。對于中小規模的用氫需求,甲醇制氫設備的投資相對較低,建設周期短,能夠快速滿足用戶的需求。
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 。
此外,甲醇制氫過程中會產生一定量的二氧化碳排放,雖然相較于傳統的化石燃料制氫方法,其二氧化碳排放量相對較低,但在全球對碳排放要求日益嚴格的背景下,如何進一步降低甲醇制氫過程中的碳排放,實現低碳甚至零碳制氫,也是該技術面臨的重要挑戰之一 。