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氫是能源轉型的希望燈塔，因為它將以可持續(xù)的方式塑造機動性和工業(yè)過程。但目前，由于氫氣運輸是一個復雜的過程，可用性仍然有限。

將氫轉化為甲醇可以在這里提供一個解決方案，因為甲醇不僅比氫更容易運輸，而且它還可以在環(huán)境壓力下無限存儲。例如，這為在陽光充足的地區(qū)生產綠色氫、將氫轉化為甲醇和簡化氫的運輸?shù)於嘶A。

生產甲醇所需的二氧化碳可以從大氣中提取，也可以從水泥生產等工業(yè)過程中獲得。更重要的是，甲醇有非常高的能量密度——每升大約產生4.8KWh的能量——這個數(shù)字比壓縮氫要高得多。

此外，國際能源署(International Energy Agency)預測，甲醇的成本約為每千瓦時6美分，具有很高的吸引力。

為了利用儲存在甲醇中的能量，一個甲醇重整器被用來將其轉化為氫和二氧化碳——在需要使用氫的地方，比如汽車。

因此，總體碳足跡是中性的。然而，傳統(tǒng)的重整器仍有一些缺點。以反應所需要的催化劑為例。它們由銅-氧化鋅粉末組成，以擠壓顆粒的形式添加到反應器中。

然而，移動應用中不可避免的震動會導致催化劑磨損，從而污染燃料電池。催化劑材料沒有得到充分利用，反應溫度較低，反應速度較慢。

熱管理也是一個挑戰(zhàn)：反應堆需要熱量供應來驅動蒸汽重整反應——但這是大量效率損失的地方。來自燃料電池尾氣的熱量也不能有效利用。

在眾多的公共資助和工業(yè)項目中，弗勞恩霍夫IMM的研究人員正在開發(fā)能夠克服這些挑戰(zhàn)的甲醇改進劑。例如，他們正在為移動應用開發(fā)的重整器提供了各種優(yōu)勢。

其中一個是低得多的空間需求——它相當于具有同等性能的傳統(tǒng)重整器所需空間的六分之一，約17%——這對移動應用來說是極其重要的。研究人員還對催化劑技術進行了優(yōu)化。

弗勞恩霍夫IMM的5kW甲醇重整器全自動原型

弗勞恩霍夫IMM研究所副所長兼部門主任Gunther Kolb博士說：

“我們正在選擇含有貴金屬的催化劑涂層，類似于那些用于汽車尾氣的催化轉換器，因為這些涂層沒有磨損。”

“因此，需要的催化劑材料更少。由于我們的催化劑材料具有更高的活性，因此所需的催化劑數(shù)量進一步減少，從而降低了成本。雖然傳統(tǒng)的催化劑在負載下會產生越來越多的副產品，如一氧化碳，但弗勞恩霍夫IMM的催化劑卻不是這樣。”

研究團隊還優(yōu)化了熱管理，這樣做也優(yōu)化了重整器的能源效率。該團隊將催化劑材料涂在板式熱交換器上，并將它們組合成多達200層板的堆疊。

當氣體流過平板時，它與催化劑接觸，并在小通道中被高效地加熱。

Kolb解釋說：“通過利用余熱，我們實現(xiàn)了出色的熱集成和較高的系統(tǒng)效率。”該重整器的大規(guī)模生產技術是研究人員關注的重點：可以采用與高壓汽車熱交換器相同的方法生產。

目前，研究人員正在研究一個35KW的原型機，預計將在2022年中期完成。“這是一個長期項目；各種各樣的原型正被集成到陸地車輛中，以便我們可以測試它們。”Kolb說。

例如，對于海事應用，研究人員正在開發(fā)一種能夠提供100KW電力的重整器。

從長遠來看，甚至可以想象，目前由鋼制的重整器將由鈦等輕質材料制成——這將是至關重要的。 

原標題：弗勞恩霍夫：優(yōu)化的重整器更容易從甲醇中獲得氫