韓國KIST公布一種從氨中大量提取高純度氫的技術

韓國科學技術研究院(KIST)氫和燃料電池研究中心的Young Suk Jo和Chang Won Yoon領導的團隊日前公布了從氨中提取高純度氫并與 氫燃料電池結合發電的新技術。這證實了利用氨作為氫氣載體長距離輸送大量氫氣的可能性。

雖然世界范圍內已經注意到了構建全球清潔能源供應網絡的必要性，但在長距離運輸以電力形式存在的可再生能源時，存在著制約因素。因此，對能夠將剩余的可再生能源轉化為氫氣，并將氫氣輸送到目標目的地進行利用的技術需求越來越大。

然而，由于單位體積內可儲存的氫氣量的限制，氫氣無法大量運輸。為克服這一問題，建議采取的策略是使用液態化學品作為氫載體，類似于目前以液態形式運輸化石燃料的方法。

液氨(單位體積儲氫密度：108kg-H2/m3)在相同體積下能夠儲存的氫氣是液化氫氣的1.5倍左右。與傳統的天然氣蒸汽重整制氫法在生產過程中排放大量二氧化碳不同，利用氨氣制氫法只產生氫氣和氮氣。

盡管氨氣呈現出諸多優勢，但用氨氣生產高純度氫氣并與燃料電池結合發電的研究還比較少。

KIST的研究團隊開發了一種低成本的膜材料和催化劑，用于將氨分解成氫氣和氮氣。通過將催化劑和膜相結合，研究小組創造了一種能夠同時分解氨和分離純氫的提取裝置。通過開發的技術，可以持續生產高純度氫氣，甚至可以直接與燃料電池連接，不需要額外的氫氣提純工序，可應用于小型發電設備。

研究團隊將氨分解溫度從550oC大幅降低到450oC，從而降低了能耗，制氫速度比傳統技術提高了一倍。同時，利用低成本的金屬膜，不需要任何高成本的分離工藝(例如變壓吸附(PSA)*)，就能生產至少99.99%的純氫。

目前，氨的儲存和運輸相關基礎設施已經實現了商品化，并在全世界范圍內用于洲際運輸。如果將KIST新開發的技術應用于此類基礎設施，將有助于韓國向氫經濟邁進一步。

KIST的Jo Young Suk博士表示：”我們正計劃進行后續研究，在最近開發的技術基礎上，開發出一種不排放任何二氧化碳的緊湊型氫動力裝置，并將其應用于城市空中交通(例如，無人駕駛出租車，無人駕駛飛機，輪船和其他運輸方式。” 同時，韓國理工學院氫氣與燃料電池研究中心主任尹昌元表示：”該研究成果是由韓國研究團隊開發的一種基于氨的氫提取和純化技術，有望開啟利用氨氣大規模供氫的新篇章。”