氢素有“终极清洁能源”之称，但储运困难牢牢卡住了其产业化应用的“脖子。”
3月24日，华东理工大学联合能源企业研发的“甲苯-甲基环己烷有机液体储氢体系关键脱氢技术”完成科技成果评价，实现了关键脱氢技术的突破。该成果还建成了国内首套200千克氢气/天的甲基环己烷脱氢中试装置，为绿氢大规模、安全储运找到了可行路径。
“解锁”氢的关键一步
氢气是地球上最轻的气体，常温下体积大、易泄漏，易燃易爆，堪称好用但难管的“气老虎”。
“传统的氢气储运方式，要么加压到 700 个大气压，要么冷冻至零下 253℃ 液化，不仅能耗高、成本高，安全风险也不小。” 南开大学环境科学与工程学院副教授候其东介绍，有机液体储氢（LOHC），被公认为是长距离、大规模运氢的最优方案。
LOHC 原理很简单——在制氢端，甲苯像一块海绵把氢气“吸”进分子里，变成稳定的甲基环己烷液体，相当于把氢气安全“锁”起来，这就是“加氢”。
稳定的甲基环己烷液体可以直接用油罐车、管道、油轮运输，和运汽油差不多，不用高压、不用低温，安全方便还省钱。
到达用氢端后，就需要脱氢技术登场了——脱氢其实就是加氢的逆过程，通过加热和特殊催化剂，把甲基环己烷中的氢气“放”出来供生活或工业氢燃料设备使用。甲苯还可以循环复用，全程绿色闭环。
不过，候其东说，这一看似简单完美的循环，很容易卡在脱氢环节。
催化剂比拼的“赛场”
脱氢属于强吸热反应，对催化剂的要求极高。可以说，脱氢技术的核心其实也是催化剂的比拼。
在这方面，全球主要有两条路：一是铂、钯等贵金属催化剂，活性好但价格贵；二是镍基等非贵金属催化剂，便宜但活性和稳定性不足。
国际上，脱氢研究方面领先团队主要集中在德国、日本。
此次，我国科研团队的脱氢成果通过鉴定，评价委员会给出的结论是“新型催化剂性能优异，装置运行稳定，总体达到国际先进水平”——不仅做出了高性能新型催化剂，更关键的是建成了国内首套中试装置，完成了从实验室到工业化的关键一跳。
中试，可以说是脱氢技术从“论文”走向“工厂”的必经之路。200 千克氢气/天的处理规模，则意味着这项技术已经具备了可复制、可放大的基础，未来可以快速放大至每天 5 吨甚至更大规模的氢气处理能力。
打通氢储运“肠梗阻”
脱氢技术的突破，最大的意义就是打通了氢能储运的“肠梗阻”。
我国绿氢资源大多在西部，风光电充足，而用氢大户却集中在东部沿海。
以前，要么靠长管拖车长途运氢，成本高效率低；要么东部就地制氢，电价一高成本就扛不住。
当 LOHC 有了更先进的脱氢技术加持，西部用便宜的风光电制氢，“锁”进甲苯液体里顺着现有油罐物流体系运往东部，到地方后再脱氢使用——“西氢东送”算是有了扎实的技术支撑。
当然，任何新技术都不可能一蹴而就。目前，LOHC 仍面临脱氢能耗较高、催化剂寿命有待进一步验证等挑战。
“此外，脱氢技术在完成中试后，接下来就应该开展经济技术分析和生命周期评价，以确定在成本和碳排放上是否划算。”候其东说，可以确定的是，这一技术突破有望为我国 LOHC 技术路线工业化铺平道路。
来源：科普中国
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