UCSB发明新型甲烷制氢技术

据国外网站报道，圣巴巴拉加州大学（UCSB）的一个研究小组已经探索出一种新的甲烷制取氢气的方法，该方法较此前的技术成本更加低廉，同时也可以防止温室气体（例如二氧化碳）的生成。该技术报告以“金属催化剂催化甲烷直接转化为氢气和碳”为题发表在“科学”杂志上。

甲烷比二氧化碳温室效应更加明显，捕集和减少甲烷气体的排放是众多研究努力的目标。

蒸汽甲烷重整技术（SMR）已经实现商业化几十年了，是目前商业生产氢气最常见的方法之一。然而，研究人员指出，SMR技术会消耗大量的能量，并且必然会产生二氧化碳，而二氧化碳通常会直接排放到大气中。SMR工艺的运行成本以及潜在的碳排放税和碳封存的额外成本使得SMR氢气生产成本大幅上升，特别是燃料电池车所需氢气的小规模生产过程中。

UCSB团队在理论化学家Horia Metiu教授和McFarland教授之间就天然气催化转化方法进行了长期合作。与化学工程教授Michael Gordon一起，他们开始研究使用熔融金属和熔融盐作为全新的催化体系。Metiu教授的理论工作表明，熔融合金中的不同金属组合可能增强其催化活性，将甲烷转化成氢气和固态碳。研究人员已经开发出一种单步方法，通过该方法可以将甲烷转化为氢气，比传统的SMR方法更简单，更便宜，并且副产物为方便储存的固态碳。将甲烷气体引入装有催化活性的熔融金属反应器的底部。随着气泡的升高，甲烷分子容器壁上催化剂接触，形成碳和氢气。当到甲烷气泡到达容器顶部时，它已经分解成氢气，并从反应堆顶部释放出来。漂浮在液态金属顶部的碳固体也可以方便分离出去。与依靠固体表面上发生的反应的常规方法相比，熔融金属合金表面不会因碳的积聚而失活，并且可以无限期地重复使用。及时将反应生成物中从反应体系中分离出来，可以促进反应正向进行，这个过程原则上可以在高压下运行，使得甲烷的转化率很高。