燃料電池車中采用低溫催化法從甲醇中提取氫

研究人員近日開發出一種高效低溫催化方式能夠從甲醇中提取氫。通過這種方法能夠在65-95℃的環境下轉換氫原子，并且能夠達到良好的催化劑周轉頻率（4700個/秒），在1摩爾催化劑失效前，可將35萬個甲醇分子轉化成氫原子。因此，研究人員認為利用甲醇作為氫原子的載體是可行的。

氫燃料電池汽車的技術挑戰之一就是車載容量儲存系統能否儲存足夠的氫原子。甲醇在室溫下為液體，其中包含12.6%的氫氣。然而，目前的用于量產化的甲醇重塑技術在高于200℃、壓力在25-50巴的環境下，限制了其在汽車領域的應用。

制氫反應圖：甲醇和水以4比1的體積比混合，以0.5摩爾/升的氫氧化鈉作為催化劑，在72℃的溫度環境下生成氫和其它氣體

研究人員目前致力于在低于100℃的環境下完成水相甲醇脫氫過程。從最初的脫氫甲醇分解成氫氣與甲醛，水促進甲醛轉化成甲酸和氫，最終脫氫后的甲酸形成氫氣和二氧化碳。

釕錯合物（ruthenium complexes）幫助低溫水相甲醇脫氫過程高效進行，一個中心釕原子被一個氮原子以及兩個氧原子夾緊形成一個有機基團。

所有的實驗過程都在惰性氣體（氬氣）環境下進行。將MeOH和H2O以一定比例混合，并含有規定數量的堿，加熱混合物30分鐘使反應達到平衡。

研究小組發現，有以下幾個因素能影響催化劑的活性：堿性水溶液（即甲醇）的濃度，溶劑（即水）的含量、環境溫度。系統（即甲醇水溶液）在堿性水溶液環境下存放3周后，其化學性質依舊穩定。一旦溶液的相對濃度達到穩定的值后，溶液中的甲醇能夠通過均相催化而得到氫，最終溶液中氫氣與二氧化碳的比值為3：1。