同時，在催化劑的作用下，甲醇和氧氣在催化劑表面發(fā)生復雜的化學反應，生成氫氣和二氧化碳。與甲醇水蒸氣重整制氫相比，甲醇部分氧化制氫具有啟動速度快、能量利用等優(yōu)點，但反應過程中可能會產(chǎn)生一些副反應，如深度氧化反應，導致氫氣的選擇性降低。


該反應相對簡單，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)物進行進一步的處理，如通過一氧化碳變換反應將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氫氣，以提高氫氣的純度和質(zhì)量 。


盡管甲醇制氫技術具備諸多優(yōu)勢，但在實際應用中，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中表現(xiàn)出較好的活性和選擇性，但仍存在一些問題。

例如，銅基催化劑的抗中毒能力較弱，對原料中的硫、氯等雜質(zhì)較為敏感。當原料中含有微量的硫、氯時，這些雜質(zhì)會吸附在催化劑的活性中心上，導致催化劑活性下降，甚至失活，從而影響甲醇制氫裝置的穩(wěn)定運行 。即使在正常操作條件下，銅基催化劑的使用壽命也相對較短，一般為 1 - 3 年，這就需要頻繁更換催化劑，增加了生產(chǎn)成本和維護工作量。

在反應過程中，還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應器內(nèi)的溫度分布不均勻，導致部分反應區(qū)域的溫度過高或過低，影響了反應的進行和能量的有效利用。同時，反應后的產(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。甲醇制氫過程中的安全環(huán)保問題也不容忽視。

此外，甲醇制氫過程中會產(chǎn)生一定量的二氧化碳排放，雖然相較于傳統(tǒng)的化石燃料制氫方法，其二氧化碳排放量相對較低，但在全球?qū)μ寂欧乓笕找鎳栏竦谋尘跋?，如何進一步降低甲醇制氫過程中的碳排放，實現(xiàn)低碳甚至零碳制氫，也是該技術面臨的重要挑戰(zhàn)之一 。