 本文853字，閱讀約需2分鐘 摘 要：氫燃料是一種清潔燃料，然而當前主流的制氫方法是“煤氣化”，生產過程中仍會排放二氧化碳，本文中筆者開發出一種被命名為Ni＃Y2O3的催化劑材料，能穩定地促進DRM反應，將為從“棕色氫”過渡到“藍色氫”開辟道路。 關鍵字：氫燃料、催化劑材料、Ni＃Y2O3、DRM反應、焦化、藍色氫 氫（H2）燃料由于在使用時不會排放任何二氧化碳（CO2）而被稱為“清潔（綠色）燃料”。然而，當前主流的制氫方法是“煤氣化（2H2O + C＝2H2 + CO2）”，其使煤碳在1000℃以上的高溫蒸汽下汽化，并排放大量二氧化碳到大氣中，由此制得的氫被稱為“棕色氫”。為了解決該問題，需要開發一種材料技術，以將原本排放到大氣中的二氧化碳作為資源再利用。 作為日本科學技術振興機構（JST）CREST項目“有助于多種天然碳資源利用的創新催化劑和創造技術”的一部分，筆者（AIpatent認證專家庫成員，欲知詳情可聯絡support@aipatent.com）最近成功開發出了一種高性能的催化材料，其可促進“干重整（DRM ... CH4 + CO2 = 2H2 + 2CO）”反應，利用甲烷和二氧化碳生產合成氣（氫氣和一氧化碳（CO）的混合氣體），用作化學產品和液體燃料的原料。由于DRM可以消耗二氧化碳來生產合成氣，因此從二氧化碳循環利用的角度來看具有很大的優勢，但另一方面，其副作用是會生成大量的碳固體（煤煙），并阻塞反應氣的流動，發生“焦化”現象。 “焦化”現象發生的原因在于催化劑的結構。傳統的DRM催化劑結構中，催化活性金屬（Ni等）的超細顆粒分散并固定在氧化物表面上，當該催化劑暴露于反應氣氛時，以金屬超細顆粒為起點，會生成超細纖維狀的碳固體，并推動超細顆粒從氧化物表面剝離。剝落的金屬超細顆粒會四處延伸，碳固體則跟隨其后不斷地生長延長。 為解決這一問題，筆者等合成出由超細（不足10納米）的纖維狀鎳和氧化釔組成的催化劑，并命名為 “Ni＃Y2O3”。
在Ni＃Y2O3中，由于Y2O3像根須一樣纏繞在Ni上，避免了剝落或向四周延伸，從而即使在傳統催化劑約20小時便失活的反應條件（500℃，催化劑空速（單位時間里通過單位催化劑的原料的量）為1000 h-1）下保持1300小時以上，也不會發生“焦化”，能穩定地促進DRM反應。 筆者已經證實“光催化劑DRM”在紫外光照射下會引起DRM，目前正在開發可在陽光照射下引起DRM（太陽能DRM）反應的Ni＃Y2O3催化劑材料。若太陽能DRM得以實現，將為從“棕色氫”過渡到“藍色氫”（生產過程中不會向環境釋放CO2）開辟道路。 翻譯：東雨琦 審校：李涵、賈陸葉 統稿：李淑珊  ●前日產工程師對設計的下一代電池的安全性和成本競爭力充滿信心，明年開始量產 ●Ricoh攜手Bifr?sTec共同開發搭載固態染料敏化太陽能電池的鼠標 ●使用鎳的高性能氨合成催化劑的開發！不使用貴金屬的新概念催化劑技術 |
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