韩国KIST公布一种从氨中大量提取高纯度氢的技术

韩国科学技术研究院(KIST)氢和燃料电池研究中心的Young Suk Jo和Chang Won Yoon领导的团队日前公布了从氨中提取高纯度氢并与 氢燃料电池结合发电的新技术。这证实了利用氨作为氢气载体长距离输送大量氢气的可能性。

虽然世界范围内已经注意到了构建全球清洁能源供应网络的必要性，但在长距离运输以电力形式存在的可再生能源时，存在着制约因素。因此，对能够将剩余的可再生能源转化为氢气，并将氢气输送到目标目的地进行利用的技术需求越来越大。

然而，由于单位体积内可储存的氢气量的限制，氢气无法大量运输。为克服这一问题，建议采取的策略是使用液态化学品作为氢载体，类似于目前以液态形式运输化石燃料的方法。

液氨(单位体积储氢密度：108kg-H2/m3)在相同体积下能够储存的氢气是液化氢气的1.5倍左右。与传统的天然气蒸汽重整制氢法在生产过程中排放大量二氧化碳不同，利用氨气制氢法只产生氢气和氮气。

尽管氨气呈现出诸多优势，但用氨气生产高纯度氢气并与燃料电池结合发电的研究还比较少。

KIST的研究团队开发了一种低成本的膜材料和催化剂，用于将氨分解成氢气和氮气。通过将催化剂和膜相结合，研究小组创造了一种能够同时分解氨和分离纯氢的提取装置。通过开发的技术，可以持续生产高纯度氢气，甚至可以直接与燃料电池连接，不需要额外的氢气提纯工序，可应用于小型发电设备。

研究团队将氨分解温度从550oC大幅降低到450oC，从而降低了能耗，制氢速度比传统技术提高了一倍。同时，利用低成本的金属膜，不需要任何高成本的分离工艺(例如变压吸附(PSA)*)，就能生产至少99.99%的纯氢。

目前，氨的储存和运输相关基础设施已经实现了商品化，并在全世界范围内用于洲际运输。如果将KIST新开发的技术应用于此类基础设施，将有助于韩国向氢经济迈进一步。

KIST的Jo Young Suk博士表示：”我们正计划进行后续研究，在最近开发的技术基础上，开发出一种不排放任何二氧化碳的紧凑型氢动力装置，并将其应用于城市空中交通(例如，无人驾驶出租车，无人驾驶飞机，轮船和其他运输方式。” 同时，韩国理工学院氢气与燃料电池研究中心主任尹昌元表示：”该研究成果是由韩国研究团队开发的一种基于氨的氢提取和纯化技术，有望开启利用氨气大规模供氢的新篇章。”