5月25日,青年汽車「掌門人」龐青年在回應「水氫汽車」引發的爭議。龐青年介紹,「水氫汽車」全名「車載水解制氫氫能源汽車」。該項目設計裡程是360到500公裡,「100公斤水可以跑100公裡」。這個項目關鍵是反應物和催化劑- 摘自《澎湃新聞》
龐青年口中的關鍵技術「催化劑」,聽起來神秘莫測,而且價值連城(據說政府準備投資40億促成該項目落地並發揚光大),小編本著尋根問底的態度,對這個神秘的「催化劑」來扒一扒來龍去脈。
水制氫催化劑分類
根據上海交通大學副教授胡鳴若介紹,水制氫的方法主要包括兩種,一種是甲醇-水蒸氣重整,另一種就是使用金屬化合物重整,常見的有三種金屬粉末,硼氫化鈉、氫化鎂和鋁粉。其他就是近幾年各科研機構報導的新型催化劑,後面會詳細介紹。
金屬化合物催化劑
硼氫化鈉:是一種無機化合物,分子式NaBH4。硼氫化鈉為白色粉末,容易吸水潮解,可溶於水和低級醇,在室溫下與甲醇迅速反應生成氫氣,和水也會產生氫氣,不過制氫緩慢。在無機合成和有機合成中硼氫化鈉常用做還原劑。
氫化鎂:二氫化鎂,又名氫化鎂,化學式MgH2。一種白色結晶的化學物質,與水反應放出氫氣。主要用來做強還原劑。該品遇溼易燃,有毒,具強刺激性。健康危害:氫化鎂粉塵對眼睛、鼻、皮膚和呼吸系統有強烈刺激作用。
鋁粉:這個太簡單了,大家自行百度吧。僅僅鋁粉是不可能大規模製備氫氣的,還需要對鋁進行深加工和催化才行。水制氫遇到的問題
無論是硼氫化鈉還是其他金屬化合物,重整制氫的過程中,無法攻克三個技術難關:
第一,粉末加到水裡面,它的反應是很慢的,所以它必須要用一些催化劑;但是一旦用了這個催化劑之後水解非常快,甚至是爆發式,難以控制。用在車上面,動力必須要跟隨功率,前端必須要比較容易控制,而催化劑水解是難以控制的;第二,水解制氫的氫氣出來之後,它始終會帶出有漿狀雜質,後續的過濾處理是非常困難。並且,每過一段時間,過濾裝置中會有很多這些過濾下來的物質,造成堵塞,導致過濾效果大大下降,用不了多久就要換過濾器;第三,它大量發熱,沒辦法處理。從技術角度來說,還沒有完全成為一個車載技術,對電池是有影響的。如果前面的氣體不能夠跟上功率,也不能進行很好的控制,再加上汙染,燃料電池是很快就會壞掉的;
其他水制氫催化劑相關報導
新華社新德裡5月11日電:印度研究人員近日在德國《應用化學》雜誌上發表文章說,他們開發出一種低成本催化劑:氧化鈷與偏磷酸鈉結合。人民日報4月2日:中日學者研發電解水制氫新型催化劑;利用光伏發電驅動電解水(PV-E)制氫,是目前最有希望的大規模利用可再生能源的制氫技術中青在線訊近日,中國科學技術大學吳宇恩教授課題組運用創新工藝,在氧析出催化劑取得重大突破,為電解水制氫的工業化推進重要一步,該成果被選為4月的《自然.催化》封面文章。利用抗氧化能力和抗溶解能力強的鉑基合金為載體,利用表面缺陷工程技術捕獲和穩定單原子的方法成功製備了釕單原子合金催化劑,該釕單原子合金催化劑相對於商業釕基催化劑的過電位降低了大約30%,穩定性提高了近10倍。華爾街見聞4月報導:中科院先進技術研究院喻學鋒研究員課題組已成功製備出黑磷/鉑異質結光催化劑,在太陽光碟機動的有機催化反應中展現出極好的光催化活性。科技日報杭州5月13日電 13日,記者從浙江大學獲悉,該校化學工程與生物工程學院侯陽研究員,通過將高度分散的鎳單原子錨定在氮—硫摻雜的多孔納米碳基底,設計開發出了一種單原子OER催化劑,能使電/光電催化水裂解析氧反應更加高效,從而提升氫氣製備的效率。這種新型催化劑可降低80%的制氫成本,並大幅提升OER反應的穩定性寫在最後,小編總結了多種催化劑將水分解為氫氣,各種技術優缺點明顯,大家可以踴躍使用,能否拉到40億投資就看各位的能力了