云南省首个绿色氢能源与液态阳光甲醇示范项目签约落地曲靖

2024年3月28日，云南省工商联十三届三次执委会议暨民企助推曲靖省域副中心城市高质量发展大会在曲靖召开。在曲靖市麒麟区专场项目投资洽谈会上，云南省科学技术院与曲靖市麒麟区人民政府、中国科学院大连化学物理研究所、国电电力发展股份有限公司、云南顺合物流有限公司签订《云南绿色氢能源与液态阳光甲醇示范项目招商引资协议书》。省科学技术院成果转化中心主任朱新祥，麒麟区委副书记、区人民政府区长张忠文，中国科学院大连化学物理研究所研究员王集杰，国电电力发展股份有限公司云南新能源开发有限公司党委书记杨荣昆，云南顺合物流有限公司总经理董燕代表各方签署协议。曲靖市委常委、麒麟区委书记杨庆东致辞，省科技厅党组成员、省科学技术院院长胡启相，曲靖市委副书记、市长李先祥等共同见证签约。

液态阳光甲醇
化学式：CH3OH
物理性质：液态阳光甲醇是一种无色、透明、易挥发的液体，具有可燃性，在空气中可以完全燃烧，并释放出二氧化碳和水。
三、制备过程
液态阳光甲醇的制备过程通常涉及以下步骤：

光解水制氢：利用太阳光将水分解为氢气和氧气。这一过程是零污染、零排放的。
二氧化碳加氢：将空气中的二氧化碳与上一步制得的氢气进行反应，生成甲醇。

caocheng 发表于 2024-12-18 10:06
液态阳光甲醇
化学式：CH3OH
物理性质：液态阳光甲醇是一种无色、透明、易挥发的液体，具有可燃性，在空气 ...

液态阳光甲醇是一种以太阳能为驱动、通过绿色化学过程制备的甲醇（CH₃OH），其核心理念是通过可再生能源实现碳循环利用。以下是对其制备过程、技术细节及潜在价值的详细解析：

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### **一、制备过程的关键步骤**
1. **光解水制氢（太阳能驱动）**  
   - **反应原理**：利用光催化剂（如TiO₂、钙钛矿或新兴的金属有机框架材料）吸收太阳光，将水分解为氢气和氧气（2H₂O → 2H₂↑ + O₂↑）。  
   - **技术挑战**：  
     - 光催化效率低（目前实验室效率约10-15%，需突破材料吸光范围和电荷分离能力）；  
     - 规模化需解决催化剂稳定性与成本问题（如避免贵金属依赖）。  

2. **二氧化碳加氢制甲醇**  
   - **反应式**：CO₂ + 3H₂ → CH₃OH + H₂O（ΔH = -49.5 kJ/mol，需催化剂和适宜条件）。  
   - **催化剂与条件**：  
     - 常用Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂，反应温度200-300°C，压力50-100 bar；  
     - 新兴研究方向包括原子级分散催化剂、金属-氧化物界面调控以提高选择性。  
   - **碳源问题**：CO₂可来自工业废气（如燃煤电厂）或直接空气捕集（DAC），后者能耗较高但可实现负碳排放。

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### **二、液态阳光甲醇的核心优势**
1. **碳中和潜力**：  
   - 甲醇燃烧释放的CO₂等于制备时消耗的CO₂，若全程使用可再生能源，可实现“碳中性循环”。  
2. **能源储存与运输**：  
   - 将不稳定的太阳能转化为液态燃料，便于长距离运输和现有基础设施（如内燃机、储油罐）利用。  
3. **化工原料替代**：  
   - 可替代石油基甲醇，用于合成甲醛、塑料、燃料添加剂等，推动化工行业脱碳。

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### **三、技术瓶颈与解决方案**
1. **光解水效率提升**：  
   - 开发窄带隙半导体（如黑硅、磷化铟）或Z型异质结结构，拓宽光吸收范围；  
   - 利用人工光合作用系统，结合生物酶催化剂提高产氢速率。  
2. **CO₂加氢选择性优化**：  
   - 通过原位表征技术（如原位XAS、DRIFTS）揭示活性位点，设计抗积碳和抗烧结催化剂；  
   - 探索超临界反应条件或电化学还原路径降低能耗。  
3. **系统集成与经济性**：  
   - 耦合光伏发电与电解水制氢（P2G技术），提高整体能效；  
   - 政策支持（碳税、绿氢补贴）与规模化生产可降低平准化成本。

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### **四、应用场景与未来展望**
- **短期**：作为绿色燃料用于船舶、重卡等难以电气化的领域，或与汽油混合使用（如M85甲醇汽油）。  
- **中期**：与碳捕集技术结合，形成“CO₂捕集-甲醇合成-能源利用”闭环，助力钢铁、水泥等高碳行业减排。  
- **长期**：作为氢能载体（甲醇储氢密度达12.5 wt%），解决氢能储运难题，或作为太空燃料支持深空探索。

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### **五、与其他制甲醇路线的对比**
| **方法**       | **原料**      | **碳排放** | **能耗** | **成熟度** |
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| 传统合成气法   | 煤炭/天然气   | 高         | 高       | 商业化     |
| 生物质制甲醇   | 农作物/废弃物 | 中性       | 中       | 示范阶段   |
| 液态阳光甲醇   | CO₂+H₂（绿氢）| 负碳潜力   | 高       | 实验室-中试|

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### **结语**
液态阳光甲醇代表了太阳能向化学能的高效转化，是能源转型中的重要载体。尽管面临光催化效率、催化剂寿命和系统成本等挑战，但随着材料科学与反应工程的突破，其有望成为实现“双碳”目标的关键技术之一。未来需跨学科协作，推动从实验室到工业化的跨越。