毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.前言

随着社会经济的发展及人类环保意识的日益增强，人们开始寻找新的能源以代替现有的石化能源。氢能以其清洁、高效无污染、易储存、易运输等优点，越来越受到人们的青睐。氢是一种理想的载能体，制氢原料及方法是开发利用氢能的研究重点。氢的制备方法很多，近年来，燃料电池氢源技术研究多集中于醇类（甲醇、乙醇）制氢、烃类（甲烷、汽油）制氢、水电解制氢、硼氢化钠制氢及生物制氢等，但是之前人们始终未能找到一种既节约成本由容易操作且不污染环境的理想的制氢方法。

2．甲酸制备氢气优势

大多数潜在的基质例如乙醇或者环状和现状烷类只能在高温下释放氢气。其他潜在的可用无机化合物像氨水、氨基硼烷和金属氢化物存在在价格高，毒性大，处理难度高或反应能力底下等问题。甲酸作为高效的储氢物质催化制备氢气，如果生产氢气过程中没有二氧化碳产生的话，这个可以作为二氧化碳中性能源生产。进一步的说，这个结论向我们展示了在有机或者水溶液中通过甲酸催化制备氢气的可能性。

3．甲酸催化制备氢气发展

沈阳化工学院以甲酸为原料制取氢气，考察了镍作为甲酸制氢催化剂活性组分的可行性。甲酸催化制备氢气时镍作甲酸制氢催化剂催化剂要在高温下270℃催化效率最高，这使得甲酸制备氢气无法实用化。

德国莱布尼茨催化研究所的科学家马赛厄斯贝勒于2008年5月宣布发明了一种在低温下将甲酸转化成氢气的方法，从而使甲酸这种常见的防腐剂和抗菌剂有望成为燃料电池的安全、便捷的氢来源。有关结果发表在新出版的德国应用化学杂志上。燃料电池不能普及的一个重要原因是难以制造、储存和运输足够量的氢气。使用含有氢的原料，在需要时将其分解产生氢气，这种方法要比与直接运送氢气更为实用。目前，甲烷和甲醇是燃料电池最常用的两种氢来源，通常它们要经过蒸气重组这道工序而分解产生氢气，这个过程需要200℃以上的高温和专门的重整转化装置。如果能在较低的温度下完成上述转换，就不需要消耗大量的能源，也不需要转化装置，从而能为小型燃料电池(如为便携电子器件)提供更合适的氢气源。

贝勒及其同事将甲酸与胺混合，在一种金属钌催化剂的作用下，在26℃-40℃就可以将甲酸分解成氢气和二氧化碳。钼钌等催化剂使得低温催化制备氢气成为可能。在最优化条件下，每5mL甲酸/胺混合物最大每小时能产生大于330mL的氢气，满足了燃料电池需求，同使用甲醇的燃料电池相比，甲酸燃料电池体积更小，而且构造要简单。

4．催化剂催化活性的影响因素