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在全球新能源浪潮下，擺脫化石燃料依賴、改善能源結(jié)構(gòu)是最終目的，而氫能因?yàn)榫邆淝鍧崱⒏咝?、可再生等特性，一直以?lái)都被視作未來(lái)主要能源之一。
目前工業(yè)上有許多制氫途徑，例如煤制氫、天然氣和甲醇重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫和電解水制氫，其中將工業(yè)副產(chǎn)氫氣作為燃料電池的氫源，是現(xiàn)階段更現(xiàn)實(shí)和價(jià)廉的制氫方式，有利于解決燃料氫氣的成本和大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題。
但是，燃料氫氣中微量CO雜質(zhì)的存在能夠快速毒化燃料電池催化劑，在氫氣純度上，99.99%的高純氫氣可滿足燃料氫氣99.97%的要求，但難點(diǎn)在于氫氣中的微量雜質(zhì)，尤其是CO≦0.2ppm是99.99%的工業(yè)純氫甚至99.999%的工業(yè)高純氫都難以達(dá)到的。工業(yè)氫氣關(guān)注氫氣純度，而燃料氫氣關(guān)注特定雜質(zhì)含量，因此開(kāi)發(fā)出不含CO的氫氣（CO≦0.2 ppm）制備技術(shù)是氫能研究的重要方向。
近期，中科院青島生物能源所研究員江河清與德國(guó)漢諾威大學(xué)教授Caro合作，開(kāi)發(fā)出一種新型鈦基雙相混合導(dǎo)體透氧膜。這款具有氧離子-電子混合導(dǎo)電性的致密陶瓷膜對(duì)氧氣的傳輸具有100%的選擇性，將高溫水分解反應(yīng)和工業(yè)副產(chǎn)氫燃燒反應(yīng)耦合在陶瓷透氧膜反應(yīng)器的兩側(cè)，低純氫氣的燃燒可以促進(jìn)陶瓷膜另一側(cè)水分解所生成氧氣的原位移除，從而可高效促進(jìn)水分解，直接獲得不含CO的氫氣，可作為燃料直接用于氫燃料電池。同時(shí)該研究解決了在還原性氣氛下前期研究報(bào)道中其他類型的陶瓷膜材料穩(wěn)定性差的問(wèn)題，促進(jìn)了陶瓷膜制氫技術(shù)的發(fā)展。
新型鈦基透氧膜反應(yīng)器內(nèi)制氫；鈦基雙相膜與鐵基雙相膜材料穩(wěn)定性對(duì)比
相關(guān)研究成果以Hydrogen purification through a highly stable dual-phase oxygen permeable membrane為題，發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 5204-5208）。感興趣的伙伴可以自己查閱。
雖然，氫能看似離我們很遠(yuǎn)，現(xiàn)在也是一股我們用不起的樣子，但這款燃料燃燒了自己后只產(chǎn)出H2O，而且制取原料也來(lái)源廣泛，還是值得能源焦慮的你我他繼續(xù)關(guān)注它的動(dòng)態(tài)。
