氫燃料電池取得新突破，未來爆發空間可能遠超想象
事件驅動
12月21日消息，據中科院透露，中國科學院上海高等研究院工程科學團隊在3D打印技術制備車載甲醇重整制氫催化劑研究中取得進展，3D打印制備車載甲醇重整制氫催化劑，有望應用于車載燃料電池領域。
報道稱，該研究有助于推動甲醇重整制氫技術在車載燃料電池等領域的發展，并為新型整體式催化劑的開發提供了新思路。
衆所周知，氫有先天的“四個最”無法依靠研發技術改變。即氫是體積能量密度最低的物質、最小的分子、最容易洩漏、有最寬的爆炸範圍。
這些原因導緻氫氣壓縮困難、儲存條件苛刻、運輸成本高，高昂的儲氫運氫成本及基礎設施建設成本限制了燃料電池發展。
據了解，常規的煤制氫、天然氣制氫等大規模制氫方式，在用氫上其實存在着巨大的隐性成本。僅運費一項開銷，每公斤氫氣從制備完成到最終送達消費者，其中的運輸成本就在25元以上。
與之相比，甲醇制氫屬于微型制氫裝置，省去了氫氣的儲存和運輸環節，直接利用重整制氫燃料電池把甲醇轉化成氫氣，實現了氫氣的即産即用。 甲醇重整氫燃料電池利用甲醇水溶液作為燃料，通過重整器将甲醇水溶液轉化為氫氣混合氣，在高溫質子交換膜燃料電池電堆中反應對外輸出電能。未完全反應上的氣體在氧化室中反應，為前端甲醇重整反應提供熱量。簡單說就是，一邊把液體甲醇加進去，另一邊就可以直接轉換成氫能，然後發電驅動汽車。 該技術氫氣即産即用、燃料能量轉化效率高，且無有害氣體排放。
同時，與高壓儲氫相比，甲醇是非常好的液體儲氫、運氫載體。
首先，甲醇來源廣泛可靠。既可以利用煤炭、天然氣等制甲醇，也可以利用“棄風”“棄光”等電解水制氫，氫再與二氧化碳反應制取甲醇。長期來看，利用可再生能源發電制取綠氫，再和二氧化碳結合生成方便儲運的綠色甲醇，也是一條通向零碳排放的重要路徑。
其次，常溫常壓下甲醇為液體燃料。液體燃料最大的優勢就是陸上可以管路輸送，海上可以跨海輸送，并可以長期保存，實現安全高效經濟便捷儲運。
再次，甲醇是高密度儲氫材料。每噸甲醇與水重整可制出超過180公斤氫氣，較之高壓或低溫液态儲氫方式具有更高的儲氫能量密度。
綠色甲醇作為能源轉化中樞，把燃料電池的高效性和液體燃料的好處結合起來，同時能夠在碳足迹全流程上解決能源的清潔性問題，并起到拓展氫能應用産業鍊、降低碳排放、實現碳利用等一舉多得的效果。
最為重要的一點是，甲醇制氫路線可以很好地将已有的加油站等基礎設施利用起來。甲醇補給配套體系可以充分利用現有的加油站系統，将傳統加油機的加注槍更換為甲醇加注槍即可，而且甲醇燃料加注時間短。相比之下，加氫站造價極高，成本超過甲醇補給站的100倍。
同時，甲醇生産技術成熟，當前我國已是全球最大甲醇生産國。2020年,國内甲醇産能超過9000萬噸，年内甲醇産量大約在6300萬噸。國内甲醇企業年平均開工率約在70%，2021年我國甲醇新增産能約有1100萬噸。
據了解，此次工程科學團隊通過3D打印技術，開發出的這種新型兼具高機械強度和高催化活性的3D打印催化劑制備方法。該催化劑單位質量氫氣的時空産率超過目前大部分同類型催化劑。同時，催化劑機械強度高，是目前傳統顆粒催化劑的4倍，可适應車載加速颠簸等情況。
在氫能發展的過程中，交通領域尤其是汽車領域的商業化一直是“先鋒”。重型車作為“首發陣容”，目前已經進入大規模商業示範階段。
2019年，工信部發布的《關于在部分地區開展甲醇汽車應用的指導意見》指出，要鼓勵和支持企業研發甲醇燃料電池汽車産品，加快甲醇汽車科研成果轉化及産業化應用。
因此，甲醇重整制氫技術也被越來越多的企業應用到車端，相應的甲醇重整氫燃料電池系統也逐漸被市場認可。
大潮奔湧，當下我國氫能産業發展窗口期已形成，甲醇在線制氫系統在規模化方面有明顯優勢，可避開燃料電池汽車的商業化在儲運等方面的瓶頸，受市場追捧也在情理之中，相關産業鍊公司值得研究。
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