甲醇部分氧化制氫的反應(yīng)方程式(CH_{3}OHfrac{1}{2}O_{2}rightleftharpoons 2H_{2} + CO_{2})(Delta H^{0}= - 155kJ/mol)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，甲醇與適量的氧氣發(fā)生部分氧化反應(yīng)，氧氣的加入量對反應(yīng)的影響至關(guān)重要。



當(dāng)氧醇比（氧氣與甲醇的物質(zhì)的量之比）控制在合適的范圍內(nèi)時，部分甲醇被氧化釋放出熱量，這些熱量可以為反應(yīng)體系提供能量，維持反應(yīng)的進(jìn)行，無需外部供熱。


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

此外，催化劑的活性和選擇性在不同的反應(yīng)條件下波動較大，難以在寬范圍的操作條件下保持穩(wěn)定的性能。當(dāng)反應(yīng)溫度、壓力或原料組成發(fā)生變化時，催化劑的性能可能會受到顯著影響，導(dǎo)致甲醇轉(zhuǎn)化率和氫氣選擇性下降。


在反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)的溫度分布不均勻，導(dǎo)致部分反應(yīng)區(qū)域的溫度過高或過低，影響了反應(yīng)的進(jìn)行和能量的有效利用。同時，反應(yīng)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?yán)格的背景下，如何進(jìn)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(shù)面臨的重要挑戰(zhàn)之一 。