新技术实现常温常压制备高纯度氢气

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目前，工业上氢气的大规模制备离不开高温高压和目标产物的提纯。最近，中国科学家提出并实现了一种在常温常压下高效制备高纯氢气的方法(> 99.99%)。相关论文发表在最新一期的《自然与中东》杂志上。时事通讯》杂志。

氢能被认为是21世纪最有潜力的清洁能源。目前，水蒸气转移反应(co+H2O & rarr；H2+co2)是工业上大规模制备氢气的主要方法。wgs工艺通常需要在高温(180℃和250℃)和高压(1.0 MPa和6.0 MPa)下进行。除了苛刻的反应条件外，wgs反应产生的氢气通常含有约1%-10%的一氧化碳残余物和反应产物，如二氧化碳和甲烷，在应用于下游之前需要进一步分离和纯化。因此，开发一种更经济、更环保的方法，在温和的条件下直接制备高纯氢气，是氢能发展的迫切需求。

中科院大连化工研究所催化基础国家重点实验室研究员邓德辉，经过长期探索，结合电化学反应原理，巧妙地将wgs的氧化还原反应分解为两个半相互分离的反应，首次提出了常温常压下直接制备高纯氢气的电化学水汽变换概念:室温电化学水汽变换(ewgs)反应。在该反应中，一氧化碳在阳极被氧化，生成的二氧化碳进一步与电解质氢氧化钾反应生成碳酸钾，从而避免了二氧化碳的排放；同时，水在阴极直接还原生成高纯度的氢气。阳极和阴极由阴离子交换膜隔开，有效地分离了阳极和阴极的产物，从原理上避免了传统湿法烟气脱硫工艺中氢气的分离和提纯过程。

实验结果表明，通过催化剂的设计和电极结构的优化，常温常压下ewgs反应可制得99.99%的高纯氢气。这与传统的wgs反应完全不同，为低能耗生产高纯度氢气提供了新的思路。