燃料氫氣的品質是燃料電池性能和使用壽命的重要決定因素,如何經濟的獲取合格的燃料氫氣,逐漸成為氫能源行業的關注焦點,也成為行業擺脫政府補貼依賴,走向市場化的前提。
工業副產氫經濟性好、分布廣泛,相對于以化石燃料為原料的工業制氫而言,氫氣的獲取不會額外產生碳排放,讓其成為現階段解決燃料氫氣問題的新途徑。
來源不同的工業副產氫需經過不同的工藝提純后,才能達到燃料氫的苛刻要求,利用分離吸附技術提純氫氣工藝成熟、成本較低,是為常用的方法。物質在固體表面上或微孔容積內聚集的現象稱為吸附,具有一定吸附能力的材料稱為吸附劑,被吸附的物質稱為吸附質。
根據吸附劑對吸附質之間吸附力的不同,吸附可以被分為物理吸附和化學吸附,物理吸附主要是由范德華力而產生的吸附現象,化學吸附則是由于吸附劑和吸附質之間出現了電子轉移、原子重排或化學鍵的破壞和生成等過程而產生的吸附現象。
在研究吸附劑的過程中,吸附熱力學主要解決了吸附量的問題,吸附動力學則研究吸附進行的速度問題,吸附熱力學和吸附動力學的實驗數據是確定吸附工藝的重要參數。
在吸附過程中,吸附劑的性質決定了吸附能力,不同的吸附質需要采用不同的吸附劑才能實現高的吸附,所以,在分離和提純氣體的過程中,一般需要采用多種吸附劑配合使用。