甲醇部分氧化制氫的反應(yīng)方程式(CH_{3}OHfrac{1}{2}O_{2}rightleftharpoons 2H_{2} + CO_{2})(Delta H^{0}= - 155kJ/mol)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，甲醇與適量的氧氣發(fā)生部分氧化反應(yīng)，氧氣的加入量對反應(yīng)的影響至關(guān)重要。



當(dāng)氧醇比（氧氣與甲醇的物質(zhì)的量之比）控制在合適的范圍內(nèi)時，部分甲醇被氧化釋放出熱量，這些熱量可以為反應(yīng)體系提供能量，維持反應(yīng)的進(jìn)行，無需外部供熱。


該反應(yīng)相對簡單，但由于產(chǎn)物中一氧化碳含量較高，而一氧化碳會對后續(xù)的氫氣應(yīng)用，如燃料電池的使用產(chǎn)生不利影響，因此通常需要對產(chǎn)物進(jìn)行進(jìn)一步的處理，如通過一氧化碳變換反應(yīng)將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣，以提高氫氣的純度和質(zhì)量 。


相比之下，甲醇在常溫常壓下為液體，其密度約為 0.79g/cm3 ，便于儲存和運(yùn)輸。它可以利用現(xiàn)有的液體燃料儲存和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施，如油罐車、管道等，大大降低了儲存和運(yùn)輸成本。

此外，甲醇制氫過程中不產(chǎn)生氮氧化物、硫化物等有害氣體，減少了對大氣環(huán)境的污染，有助于改善空氣質(zhì)量。從成本角度分析，甲醇制氫具有一定的成本優(yōu)勢。在原料成本方面，甲醇的生產(chǎn)技術(shù)成熟，來源廣泛，價格相對穩(wěn)定。

目前，我國甲醇產(chǎn)能世界前列，煤炭、天然氣等化石能源均可作為甲醇的生產(chǎn)原料，使得甲醇的供應(yīng)充足且成本可控。而傳統(tǒng)的水電解制氫，由于其耗電量，電價在制氫成本中占比高達(dá) 70% - 80%，導(dǎo)致制氫成本居高不下 。


在設(shè)備投資方面，甲醇制氫裝置的規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整，從小型的分布式制氫裝置到大型的工業(yè)制氫工廠均可實(shí)現(xiàn)。對于中小規(guī)模的用氫需求，甲醇制氫設(shè)備的投資相對較低，建設(shè)周期短，能夠快速滿足用戶的需求。

盡管甲醇制氫技術(shù)具備諸多優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用中，仍面臨著催化劑性能、能量效率以及安全環(huán)保等方面的挑戰(zhàn)。在催化劑性能方面，目前廣泛使用的銅基催化劑雖然在甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)中表現(xiàn)出較好的活性和選擇性，但仍存在一些問題。

在反應(yīng)過程中，還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布不均勻，導(dǎo)致部分反應(yīng)區(qū)域的溫度過高或過低，影響了反應(yīng)的進(jìn)行和能量的有效利用。同時，反應(yīng)后的產(chǎn)物氣中含有大量的余熱，若不能有效地回收利用，也會造成能量的浪費(fèi)。甲醇制氫過程中的安全環(huán)保問題也不容忽視。