關鍵詞 |
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面向地區 |
全國 |
在光伏發電過剩時，利用電能電解水制氫，再將氫氣轉化為甲醇儲存；在能源需求高峰或光伏發電不足時，通過甲醇制氫滿足能源需求，實現能源的時空轉移和互補利用。內容上，本文創新性地對甲醇制氫現場運用中的安全管理與風險防控進行了深入研究。
甲醇制氫主要通過甲醇水蒸氣重整、甲醇部分氧化以及甲醇裂解等化學反應實現，這些反應在特定的條件下進行，各有其特的反應機理和特點。甲醇水蒸氣重整制氫是目前應用較為廣泛的一種方法，其反應方程式為：(CH_{3}OH + H_{2}O rightleftharpoons 3H_{2} + CO_{2})，(Delta H^{0}= + 131kJ/mol) ，這是一個吸熱反應 ，需要外界提供熱量來推動反應的進行。
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。
當氧醇比（氧氣與甲醇的物質的量之比）控制在合適的范圍內時，部分甲醇被氧化釋放出熱量，這些熱量可以為反應體系提供能量，維持反應的進行，無需外部供熱。
同時，在催化劑的作用下，甲醇和氧氣在催化劑表面發生復雜的化學反應，生成氫氣和二氧化碳。與甲醇水蒸氣重整制氫相比，甲醇部分氧化制氫具有啟動速度快、能量利用等優點，但反應過程中可能會產生一些副反應，如深度氧化反應，導致氫氣的選擇性降低。
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 。
