近日，中國(guó)科學(xué)院院士、大連化學(xué)物理研究所研究員李燦帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在電催化全分解硫化氫制氫和硫磺研究中取得重要進(jìn)展，成功研發(fā)出電子介導(dǎo)對(duì)驅(qū)動(dòng)的離場(chǎng)電催化技術(shù)。

硫化氫是一種有毒、有害物質(zhì)，但同時(shí)又是含氫和硫的重要資源，主要伴生或副產(chǎn)于天然氣開(kāi)采、煉油行業(yè)和煤化工過(guò)程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年硫化氫處理量達(dá)80億立方米，潛在待處理量超過(guò)100億立方米，全球范圍內(nèi)每年處理量超過(guò)700億立方米。

早在2003年，該研究團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始致力于采用非常規(guī)技術(shù)進(jìn)行硫化氫分解反應(yīng)的研究，先后采用光催化、電催化、光電催化等技術(shù)探索硫化氫分解制氫和硫磺，原理上驗(yàn)證了光電催化路線的可行性。但實(shí)現(xiàn)硫化氫分解制氫和硫磺反應(yīng)的規(guī)模化、連續(xù)化等工程方面存在很大困難。

此次創(chuàng)新技術(shù)的核心是采用電子介導(dǎo)對(duì)將化學(xué)反應(yīng)和電極表面的電荷交換反應(yīng)解耦。將氧化反應(yīng)（硫磺生成）和還原反應(yīng)（放氫過(guò)程）移離電極，在電化學(xué)池外部連結(jié)釜式反應(yīng)器和懸浮床/固定床反應(yīng)器分別實(shí)現(xiàn)硫化氫氧化制硫磺和放氫反應(yīng)，而電化學(xué)池內(nèi)部進(jìn)行電子介導(dǎo)對(duì)的再生。

由于離場(chǎng)電催化技術(shù)解決了傳統(tǒng)電催化規(guī)模化放大的難題，拓展了其應(yīng)用范圍，因此具有廣闊應(yīng)用前景。數(shù)據(jù)顯示，將電解硫化氫制氫和電解水制氫兩種技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，電解硫化氫制氫的能耗大約是電解水的1/7，目前，離場(chǎng)電催化技術(shù)可將電解能耗降到電解水的大約1/2。隨著技術(shù)升級(jí)，會(huì)進(jìn)一步降低電耗，在硫化氫資源豐富地區(qū)，用離場(chǎng)電催化技術(shù)制氫可節(jié)約大量電能。