將高壓氫氣源「甲酸」從二氧化碳中再生

如何儲存和運輸氫一直是邁向氫能社會的技術難題，而可以使用樹脂容器在室溫下儲存運輸的有機液體甲酸，便作為氫氣載體而受到矚目，產業技術總合研究所也一直致力於開發以甲酸為中心的氫氣相關技術。本次，產總研催化劑化學融合研究中心與筑波大學大學院數理物質科學研究群的博士後期生共同開發了從二氧化碳與氫氣中高效直接合成甲酸的技術。甲酸是一種受到關注的氫氣載體化合物。傳統的做法通常是將二氧化碳和氫氣在鹼性條件下反應，生成穩定的甲酸“鹽”，再經由酸處理將其轉換為甲酸。然而，多個步驟不只會產生熱量，也需要去除生成的其他鹽類，導致生產成本偏高，難以壓低至未來預期的價格。
本次研究在六氟異丙醇（HFIP）中，利用鉑族金屬催化劑（如鉑觸媒）直接從二氧化碳和氫氣合成甲酸。技術開發的契機來自於在存在鉑族金屬催化劑的情況下，我們測量了不同溶劑中甲酸分解變回氫氣和二氧化碳的速度，HFIP（六氟異丙醇）比起水能夠有效抑制甲酸的分解變回氫氣和二氧化碳，並且甲酸中間體（鉑氫錯合物）的生成速度比在水中快了四倍以上。此發現讓高效直接合成甲酸的過程成為可能。
此外，這一成果還可以與產總研開發的流動式甲酸供氫發電系統結合，將系統排放的液化二氧化碳與來自綠氫直接合成出再生甲酸，進一步推動甲酸作為氫氣載體的應用。

資料來源：國立研究開發法人產業技術總合研究所（2024-09-27）
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