利用甲酸製氫之流動式連續發電系統

 

刊登日期:2023/11/15
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日本產業技術總合研究所與筑波大學合作開發出利用甲酸之流動式發電系統。甲酸可做為氫的供給源而備受期待,此次研發團隊重新審視了甲酸製氫所用的觸媒,設計並合成出將聚乙烯亞胺(PEI)藉由銥錯和物觸媒與未配位之聯吡啶(Bipyridine)進行架橋的固定化觸媒,開發出流動式製氫製程。由此所得的氫氣實際利用於燃料電池上亦成功展現穩定的發電。

產總研持續投入使用甲酸做為氫載體之高效率氫能製造系統的開發,為達實用化必須實現連續生成氫能的技術。過去以甲酸製氫採用批次反應法(Batch method),須連續添加甲酸水溶液,而長時間的連續添加導致水從反應容器中滿溢出來。為了解決該課題,實現氫能持續製造,故須由既有的批次製程轉換為流動式製程。

研發團隊認為既有易溶出至甲酸水溶液的錯和物觸媒必須在保有觸媒活性的狀態下予以固定化,因此將產總研開發之達到全球最高壓力產生能的銥錯和物觸媒固定於聚乙烯亞胺。以該觸媒讓甲酸進行反應後,確認活性表現更勝於既有觸媒,熱穩定性與耐久性亦有所提升,且錯和物(銥)幾乎未溶出。

研發團隊隨後建構了利用固定化觸媒的流動式連續氫氣製程,成功連續運作2000小時以上,且生成氫氣中的一氧化碳含量為0.1 ppm以下,符合燃料電池車用氫燃料之品質規範(0.2 ppm)。另經實證確認以該製程生成的氫氣進行固體高分子燃料電池發電實驗,輸出無減弱可達5小時以上,實現了穩定的發電。


資料來源: https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2023/pr20231020/pr20231020.html
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