室温常压实现硫化氢全分解制氢和硫磺

硫化氢是一种剧毒化合物，也是一种重要的资源，通常伴生或副产于天然气开采、炼油行业和煤化工过程。据不完全统计，我国每年的硫化氢产量约为80亿立方米，全球范围每年约为700亿立方米。硫化氢消除并资源化利用是天然气开采、炼油行业、煤化工等工业中长期面临的课题，也是具有百年历史的重要研究课题。现行的高温氧化克劳斯工艺通过将硫化氢氧化成硫磺和水而消除，但尾气中有大量的含硫化合物排放，需要二次处理。并且，即使经过多步克劳斯过程，含硫污染物也并不能完全消除，其排放会危害环境。另外，克劳斯工艺只获得硫磺，氢被转化为水从而造成了资源损失。

李灿团队早在2003年就开始致力于采用非常规技术进行硫化氢分解反应的研究，先后采用光催化、电催化、光电催化等技术探索了硫化氢分解制氢和硫磺，原理上验证了光电催化技术路线的可行性。

研发团队解决了规模化分解硫化氢工程放大问题，通过电子介导对驱动，将化学反应和电极表面的电荷交换反应解耦，并利用现代化工反应器，将氧化反应（硫磺生成）和还原反应（放氢过程）转移并离开电极，开发了离场电催化技术，在电化学池外部连结釜式反应器和悬浮床/固定床反应器上，分别实现了硫化氢分解制硫磺和放氢反应，同时电化学池进行电子介导对的再生。目前，团队已经完成了实验室100升硫化氢/天的小试规模的技术验证和长周期运行实验，硫化氢转化率可大于99.9999%，含硫污染物排放低于百万分之一，氢气纯度达到99.999%以上。

该离场电催化反应工艺解决了电化学技术放大的工程难题。该项技术先后共申请了17项专利、7项授权，形成了具有我国自主知识产权的原创性技术以及系列专利技术。该技术具有可观的应用前景，目前天然气开采、石油炼制、煤化工领域的多家企业正在筹划该技术的转化落地。（谢小芳）