燃料氫氣的品質(zhì)是燃料電池性能和使用壽命的重要決定因素,如何經(jīng)濟的獲取合格的燃料氫氣,逐漸成為氫能源行業(yè)的關(guān)注焦點,也成為行業(yè)擺脫政府補貼依賴,走向市場化的前提。
工業(yè)副產(chǎn)氫經(jīng)濟性好、分布廣泛,相對于以化石燃料為原料的工業(yè)制氫而言,氫氣的獲取不會額外產(chǎn)生碳排放,讓其成為現(xiàn)階段解決燃料氫氣問題的新途徑。
來源不同的工業(yè)副產(chǎn)氫需經(jīng)過不同的工藝提純后,才能達(dá)到燃料氫的苛刻要求,利用分離吸附技術(shù)提純氫氣工藝成熟、成本較低,是為常用的方法。物質(zhì)在固體表面上或微孔容積內(nèi)聚集的現(xiàn)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(zhì)稱為吸附質(zhì)。
根據(jù)吸附劑對吸附質(zhì)之間吸附力的不同,吸附可以被分為物理吸附和化學(xué)吸附,物理吸附主要是由范德華力而產(chǎn)生的吸附現(xiàn)象,化學(xué)吸附則是由于吸附劑和吸附質(zhì)之間出現(xiàn)了電子轉(zhuǎn)移、原子重排或化學(xué)鍵的破壞和生成等過程而產(chǎn)生的吸附現(xiàn)象。
在研究吸附劑的過程中,吸附熱力學(xué)主要解決了吸附量的問題,吸附動力學(xué)則研究吸附進(jìn)行的速度問題,吸附熱力學(xué)和吸附動力學(xué)的實驗數(shù)據(jù)是確定吸附工藝的重要參數(shù)。
在吸附過程中,吸附劑的性質(zhì)決定了吸附能力,不同的吸附質(zhì)需要采用不同的吸附劑才能實現(xiàn)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。