焦炭沉淀物問題

    對(duì)于到底應(yīng)該使用哪種催化劑，研究者嘗試鈰的氧化物以及鎳催化劑，將甲烷和氧氣的混合氣體加熱至400攝氏度至500攝氏度，來(lái)模擬發(fā)電廠的情形。最開始，甲烷燃燒消耗所有氧氣并產(chǎn)生熱量。接著，在催化劑及熱量作用下，剩余沼氣分解成固態(tài)碳和氫氣。兩個(gè)甲烷分子的8個(gè)氫原子可以產(chǎn)生大約2個(gè)氫氣分子——使用這一方法氫氣的實(shí)際產(chǎn)生率約為25％~30％。

    在發(fā)電廠內(nèi)產(chǎn)生的部分熱量會(huì)像平常一樣用于發(fā)電，這樣可以利用浪費(fèi)的能量，提高效能。

    實(shí)驗(yàn)顯示，催化劑在被固態(tài)炭堵塞前，可以連續(xù)有效工作7小時(shí)。據(jù)研究小組的久瑞安.貝克爾斯介紹，即使催化劑被堵住，也很好清理，因?yàn)檫@些焦炭沉淀物很容易燃燒。他還說(shuō)：“改變?cè)谌紵覂?nèi)的混合氣體，也是減少焦炭沉淀物的有效方法。”但他補(bǔ)充說(shuō)，研究人員不確定是否能在真正的天然氣發(fā)電廠內(nèi)，實(shí)現(xiàn)這樣的控制水平。

    生產(chǎn)氫氣能耗高

    哈里斯指出，全世界95％的氫氣都是從天然氣中獲取的，使用的正是化石燃料轉(zhuǎn)化爐。在轉(zhuǎn)化爐中，天然氣與蒸汽反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和二氧化碳。這一過(guò)程實(shí)際產(chǎn)生氫氣的效率大約為65％~70％。他說(shuō)，在找到生產(chǎn)氫氣的可再生資源之前，這一效率已經(jīng)夠用。

    但瑞士聯(lián)邦科技學(xué)院的阿爾多.史丹菲爾德卻持不同意見。他指出，要產(chǎn)生需要的蒸汽，必定要消耗一定的燃料。相比而言，天然氣發(fā)電廠從天然氣中獲取能量的效率更高。他還說(shuō)：“因?yàn)樯a(chǎn)氫氣是一個(gè)高耗能過(guò)程，因此在轉(zhuǎn)爐中用甲烷生產(chǎn)氫氣，每千瓦時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳量更多。”

    太陽(yáng)能解決方案

    史丹菲爾德的研究建議將注意力集中在太陽(yáng)能上，因?yàn)樘?yáng)能可以提供熱量來(lái)分解甲烷并生產(chǎn)氫氣。他說(shuō)：“通過(guò)這些復(fù)雜的過(guò)程，我們‘混合’太陽(yáng)能及化石燃料產(chǎn)生的能量，將現(xiàn)有的以化石燃料為基礎(chǔ)的技術(shù)與未來(lái)的太陽(yáng)能化學(xué)技術(shù)聯(lián)系起來(lái)。這樣能節(jié)省化石燃料，減少二氧化碳排放，并且能為太陽(yáng)能生產(chǎn)氫氣鋪路搭橋。”

    不過(guò)，這一設(shè)想同許多其他提議一樣還只處于理論階段。展望未來(lái)，如果能夠找到大量可持續(xù)生產(chǎn)氫的方法，或許可以開啟一個(gè)嶄新的氫經(jīng)濟(jì)時(shí)代。