Fraunhofer-Gesellschaft的研究人員開發(fā)了一種從天然氣中分離氫氣的高效且經(jīng)濟(jì)的膜技術(shù)。這種膜技術(shù)可以使天然氣和氫氣一起通過天然氣管道網(wǎng)絡(luò)輸送，然后在最終目的地彼此隔離。當(dāng)氫作為能源時(shí)，這是運(yùn)輸和分配中十分重要的一步。

除了基于陶瓷的材料，F(xiàn)raunhofer陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所IKTS也在研究其他材料的潛力，比如碳。這種材料在將氫作為能源的運(yùn)輸過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。氫被視為建立無二氧化碳能源供應(yīng)的希望燈塔。如果從風(fēng)能和太陽能等可能源再生中收集氫，就不會產(chǎn)生破壞氣候的排放。但是我們?nèi)绾螌⑦@種“綠色”氫氣從生產(chǎn)者轉(zhuǎn)移到消費(fèi)者手中呢？

HYPOS(東德氫能源儲存和解決方案)項(xiàng)目正在努力解決這一困境。其目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)智能基礎(chǔ)設(shè)施的分銷商網(wǎng)絡(luò)和存儲站，將使清潔能源可用于所有地區(qū)。

除其他方法外，HYPOS項(xiàng)目的合作伙伴正在尋求將氫氣(H2)與天然氣(主要成分是甲烷CH4)一起運(yùn)輸?shù)南敕ā．吘梗聡?1.1萬公里長的天然氣網(wǎng)絡(luò)和33個(gè)天然氣儲存地點(diǎn)?！斑@個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)點(diǎn)是，它可以讓氫氣也被輸送到天然氣網(wǎng)絡(luò)。這兩種物質(zhì)可以在一條線上同時(shí)運(yùn)輸。一旦它們到達(dá)目的地，我們可以根據(jù)需要再次將它們分開，”Fraunhofer IKTS集團(tuán)經(jīng)理Adrian Simon博士解釋道。

這就是碳的用武之地。它在多孔陶瓷基材上形成超薄層，在其中充當(dāng)膜，將天然氣和氫氣彼此分離。從定制聚合物合成開始，膜生產(chǎn)涉及多種工藝。聚合物是由支鏈大分子組成的物質(zhì)，然后將其施加到多孔基材上。當(dāng)聚合物被加熱并與氧氣隔絕時(shí)，它會在其表面形成一層碳。碳的孔隙直徑小于一納米，這使得它們可以有效地進(jìn)行氣體分離。物理和化學(xué)過程可以進(jìn)一步適應(yīng)膜的分離行為。Fraunhofer IKTS一直與總部位于萊比錫的DBI Gas-und Umwelttechnik GmbH合作開發(fā)管狀碳膜。

在分離過程中，氫氣和天然氣通過管狀組件推進(jìn)。較小的氫分子被迫通過膜孔以氣體的形式到達(dá)外部，而較大的甲烷分子則被阻擋?！斑@給了我們80%純度的氫。然后，我們在第二個(gè)分離步驟中過濾剩余的天然氣，最終的結(jié)果是純度超過90%?！盨imon博士說。