武汉大学肖巍教授Angew. Chem. ：熔盐电化学裂解甲烷，无水低碳制氢新思路

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高效利用矿产和二次资源是降低碳强度实现碳中和的有效途径。以冶金工业为例，采用氢气作为能量载体进行冶金提取是降低冶金工业碳强度的可能途径。而高效制备氢气是实现冶金工业脱碳用氢的前提条件。武汉大学肖巍课题组将甲烷的熔盐电化学氧化和熔盐电化学原位转化二氧化碳有机结合，对熔盐电化学裂解甲烷制氢进行了概念验证（如下图所示），为无水低碳制氢提供了新思路。

甲烷的电裂解发生在500 °C熔融碳酸盐中，反应温度低于工业甲烷水蒸气重整制氢；甲烷在阳极电化学氧化为二氧化碳和氢气，这个过程是甲烷转化耗能最低的机制。

甲烷在阳极电化学氧化为氢气和二氧化碳，二氧化碳被熔盐原位捕获并在阴极电沉积为碳材料。在产生二氧化碳时同槽转化利用二氧化碳，无碳排放产生。

基于可再生能源电能的全生命周期评价表明，熔盐电化学裂解甲烷制氢的等效碳排放远远低于工业甲烷水气重整制氢，且等效能耗低于碱性水电解制氢。

工业上甲烷水气重整和水电解制氢方法都需要大量消耗水，不适合缺水地区使用。熔盐电化学裂解甲烷制氢不消耗水，适合水资源缺乏地区使用。

熔盐电化学裂解甲烷时，产氢和产碳分别在阳极和阴极发生，产氢和产碳界面的物理隔绝避免了积碳对产氢的负面影响，产氢效率高。

熔盐电化学裂解甲烷制氢为冶金清洁氢能制备提供了新思路，也为冶金炉气（如焦炉气）的高值资源化利用提供了实施途径，还有望为我国特有甲烷资源（页岩气和可燃冰）的综合利用配套技术的开发提供新思路。

原文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202017243

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