近日，中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院工程科學(xué)團(tuán)隊(duì)在3D 打印技術(shù)制備車載甲醇重整制氫催化劑研究中取得進(jìn)展，有望推動(dòng)甲醇重整制氫技術(shù)在車載燃料電池等領(lǐng)域的發(fā)展。

車載甲醇重整制氫可在不使用氫氣作為直接原料的情況下為燃料電池汽車供氫，為降低其燃料儲(chǔ)存成本和運(yùn)輸成本提供了有效路徑。傳統(tǒng)催化劑機(jī)械強(qiáng)度低，在車輛高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中床層易破碎從而影響催化劑活性，需開(kāi)發(fā)一種高機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)保持高催化活性的催化劑制備技術(shù)。

為此，團(tuán)隊(duì)提出一種使用3D 打印技術(shù)制備整體式催化劑，通過(guò)調(diào)控載體組成與煅燒溫度，改進(jìn)催化劑空間結(jié)構(gòu)等策略，開(kāi)發(fā)出一種新型兼具高機(jī)械強(qiáng)度和高催化活性的3D 打印催化劑制備方法。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)干燥結(jié)晶煅燒方法，在高機(jī)械強(qiáng)度氧化鋁多孔載體上合成了銅鋅片層結(jié)構(gòu)活性組分層。此外，通過(guò)改進(jìn)氧化鋁載體空間結(jié)構(gòu)，從而提高傳熱與傳質(zhì)效率降低床層壓降，進(jìn)而提高甲醇重整反應(yīng)催化效果。

經(jīng)過(guò)對(duì)反應(yīng)參數(shù)的優(yōu)化，單位質(zhì)量催化劑氫氣的時(shí)空產(chǎn)率超過(guò)目前報(bào)道的大部分同類型催化劑，催化劑機(jī)械強(qiáng)度是目前傳統(tǒng)顆粒催化劑的4 倍，可適應(yīng)車載加速顛簸等情況。