“氢经济”可以使碳中和的可持续能源链成为可能。然而，氢分子的安全性、储存和运输等问题阻碍了其实现。可以使用醇作为液态H₂载体，但是重整技术非常困难，需要高温> 200°C和压力> 25 bar，并且产生的H₂的碳化程度超出了直接用于燃料电池的耐受水平。

有鉴于此，印度科学教育和研究理工学院的Musthafa Ottakam Thotiyl教授、印度阿查里亚理工学院Harish Makri Nimbegondi Kotresh和奥地利科技学院Stefan A. Freunberger等人，展示了环境温度和压力下的酒精重整燃料电池(ARFC)与同步电力输出。

本文要点

1）开发了一种室温酒精重整燃料电池(ARFC)化学技术，在这种化学技术中，既可以发电，又可以自发生产氢燃料。驱动力是中和能量，该中和能量允许将燃料电池从燃料利用装置转换为燃料重整器。由于阳离子选择性膜将脱碳和燃料生成半电池分离开来，因此生成的氢气本质上是纯净的，可以直接用于PEMFC，无需进一步净化。析出H₂的阴极不需要贵金属催化剂，例如Pt。

2）醇在碱性阳极被氧化，产生的二氧化碳作为碳酸盐被隔离。无碳的H₂在酸性阴极析出。碱性阳极和酸性阴极之间的中和能量推动了这一过程，特别是异常高的熵增益（1.27倍ΔH）。

3）由此产生的电动势显著正的温度系数能够从周围环境中获得大部分输出能量，从而实现高达2.27的热力学效率。MoS₂作为阴极催化剂即使在暴露条件下也可以进行醇重整，这是目前最先进的醇重整无法克服的挑战。进一步展示了多种醇的重整。由于同时捕获二氧化碳和在温和条件下产生纯氢气，ARFC提供了一条通往氢经济的前所未有的途径。

参考文献：

Zahid Manzoor Bhat et al. Ambient Condition Alcohol Reforming to Hydrogen with Electricity Output. ACS Sustainable Chem. Eng., 2021.

DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c07547

https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c07547