近日,中國科學(xué)院院士、大連化學(xué)物理研究所研究員李燦帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在電催化全分解硫化氫制氫和硫磺研究中取得重要進(jìn)展,成功研發(fā)出電子介導(dǎo)對(duì)驅(qū)動(dòng)的離場電催化技術(shù)。
硫化氫是一種有毒、有害物質(zhì),但同時(shí)又是含氫和硫的重要資源,主要伴生或副產(chǎn)于天然氣開采、煉油行業(yè)和煤化工過程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國每年硫化氫處理量達(dá)80億立方米,潛在待處理量超過100億立方米,全球范圍內(nèi)每年處理量超過700億立方米。
早在2003年,該研究團(tuán)隊(duì)就開始致力于采用非常規(guī)技術(shù)進(jìn)行硫化氫分解反應(yīng)的研究,先后采用光催化、電催化、光電催化等技術(shù)探索硫化氫分解制氫和硫磺,原理上驗(yàn)證了光電催化路線的可行性。但實(shí)現(xiàn)硫化氫分解制氫和硫磺反應(yīng)的規(guī)?;?、連續(xù)化等工程方面存在很大困難。
此次創(chuàng)新技術(shù)的核心是采用電子介導(dǎo)對(duì)將化學(xué)反應(yīng)和電極表面的電荷交換反應(yīng)解耦。將氧化反應(yīng)(硫磺生成)和還原反應(yīng)(放氫過程)移離電極,在電化學(xué)池外部連結(jié)釜式反應(yīng)器和懸浮床/固定床反應(yīng)器分別實(shí)現(xiàn)硫化氫氧化制硫磺和放氫反應(yīng),而電化學(xué)池內(nèi)部進(jìn)行電子介導(dǎo)對(duì)的再生。
由于離場電催化技術(shù)解決了傳統(tǒng)電催化規(guī)模化放大的難題,拓展了其應(yīng)用范圍,因此具有廣闊應(yīng)用前景。數(shù)據(jù)顯示,將電解硫化氫制氫和電解水制氫兩種技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,電解硫化氫制氫的能耗大約是電解水的1/7,目前,離場電催化技術(shù)可將電解能耗降到電解水的大約1/2。隨著技術(shù)升級(jí),會(huì)進(jìn)一步降低電耗,在硫化氫資源豐富地區(qū),用離場電催化技術(shù)制氫可節(jié)約大量電能。
原標(biāo)題:李燦院士團(tuán)隊(duì)在低成本制綠氫技術(shù)獲突破