维度网讯，化学技术研究所（ITQ）的研究人员开发出一款质子陶瓷电化学反应器（PCER），将氨裂解、氢气分离、提纯和压缩集成于单一反应器中，可直接获得高纯度氢气，供储存或运输使用。这项研究属于SINGLE项目，由ITQ共同牵头，目标是利用这一反应器替代传统高能耗的分步制氢流程。

氨按重量计含氢17.6%，且已有全球生产和分销基础设施，因此被视为运输氢气的理想候选者。然而传统提取工艺步骤复杂、能量损耗高，制约了其作为能源来源的应用。此次开发的PCER能一步分解氨并分离氢气，无需外部热量或机械压缩机。ITQ博士后研究员、研究合著者David Catalán表示，新型PCER概念将氨脱氢、氢气分离和电化学压缩集成于一步，显著提高了能源效率。

高集成度系统对反应器内的电、化学和热现象提出了精确控制要求。ITQ与加泰罗尼亚理工大学（UPC）的团队为此设计了一个计算模型，可实时描述电化学电池的动态行为，借助先进控制算法维持系统稳定、避免性能损失。研究同时包含一种估算算法，用于获取氢分压、膜电阻等关键变量，帮助防止催化剂降解并优化氢气生产。UPC研究员Andreu Cecilia解释，软传感器（soft sensors）能将不完整信号转化为有用信息，改善反应器的控制。

该模型已通过高保真模拟验证，在提取效率、氨转化率和热行为方面表现出高度一致性。实时验证能力被认为是决定其未来工业应用的关键因素。