氨(NH₃)是一种易于储存和运输的液体,被视为氢的潜在载体。传统的氨裂解需要 500 °C 以上的高温,并且产气后必须进行氢氮分离和氨的余量去除,能耗大。MIT 的研究团队提出了一种电化学方案,利用电能驱动氨的脱氢并同步实现氢的高效分离。该装置核心是钯基分离膜与氢生成电极通过熔融氢氧化物电解质耦合。氨在含钌和铯的催化剂上脱氢产生氢气,氢随后进入钯膜。膜的另一侧接触熔融氢氧化物,形成跨膜电化学梯度,相当于为氢提供真空抽吸力,使氢被转化为质子和电子分别通过电解质和外部电路传输,最后在第二电极上重新组合为氢气。由于膜只透氢,产气直接为高纯度氢流,无需后续净化。该过程在 200–300 °C 即可进行,显著低于传统裂解温度,并且持续抽氢还能推动脱氢反应向前进行。研究还表明该体系同样适用于液体有机氢载体(如甲基环己烷),为交通、半导体制造等领域提供了可行的氢供给方案。当前工作聚焦于降低钯膜用量、放大装置规模以及拓展至其他工业脱氢反应。
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