PEM 燃料電池可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，且只有水作為唯一排放物，從而將能量損失將至最低，因此PEM 燃料電池被視為“綠色能源”裝置。

生物質(zhì)能的使用可追溯到幾千年前。當(dāng)我們祖先開始燃燒木材時，生物質(zhì)能成為日常生活中的主要能源來源，人類歷史從此掀開新篇章。生物質(zhì)能也為日后社會發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。然而，19世紀(jì)以來，隨著生物質(zhì)能相關(guān)技術(shù)發(fā)展減緩，化石燃料的使用也逐漸減少。直到21世紀(jì)早期，可再生能源制造燃料的興起致使生物質(zhì)能應(yīng)用也隨之復(fù)蘇。其中，蒸汽重整技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)能與氫燃料的轉(zhuǎn)換，提高燃料單位密度能量和減少環(huán)境污染。該技術(shù)先利用厭氧菌分解生物質(zhì)（如谷殼、木漿、碎料、糞便、生物質(zhì)垃圾等）產(chǎn)生甲烷，再利用蒸汽甲烷重整設(shè)備生產(chǎn)氫燃料，同時產(chǎn)生一氧化碳作為副產(chǎn)物（也被成為合成氣）。

目前氫燃料的一個重要應(yīng)用是聚合物電解質(zhì)膜（PEM）燃料電池。 PEM燃料電池可以直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，且只有唯一副產(chǎn)物水蒸氣，從而將能量損失降至最低。因此PEM燃料電池被視為“綠色能源”裝置。因?yàn)?/span>PEM燃料電池可在低溫范圍（50-100°C）下運(yùn)作且易于客制化，所以被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，便攜式或固定式電堆領(lǐng)域。

PEM燃料電池主要通過氫氣氧化反應(yīng)和氧氣還原反應(yīng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。若需再低溫下發(fā)生上述氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，鉑是必不可少的催化劑，且鉑被認(rèn)為是PEM燃料電池反應(yīng)中最有活性的催化劑。但是，鉑對于氫燃料的雜質(zhì)非常敏感，尤其是一氧化碳。30ppm的一氧化碳可導(dǎo)致輸出電壓下降48%，而100ppm的一氧化碳可導(dǎo)致輸出電壓下降90%。因此， 若利用生物質(zhì)和SMR技術(shù)生產(chǎn)氫燃料，有效減少和去除一氧化碳是該制氫技術(shù)的關(guān)鍵之一。目前使用的凈化系統(tǒng)是利用蒸汽引起水煤氣轉(zhuǎn)化（WGS）反應(yīng)通過該反應(yīng)將大部分一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳。但是由于WGS反應(yīng)是可逆反應(yīng)，在一氧化碳含量較低的時候（但仍不滿足PEM 燃料電池應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)），反應(yīng)很難保持正反應(yīng)方向。為了解決這個問題，變壓吸附技術(shù)（PSA）應(yīng)運(yùn)而生，最終將氫氣純度提高到99.99%以上。變壓吸附技術(shù)利用高壓下氣體吸附到固體表面實(shí)現(xiàn)純化。利用固體表面吸附的高選擇性，可吸附目標(biāo)氣體。因此，先利用WGS反應(yīng)進(jìn)行初步純化，再利用能強(qiáng)吸收一氧化碳但不吸收氫氣的吸附床（放置在反應(yīng)室）對初步純化氣體再提純，則可獲得高純度氫氣。由于吸附床的表面積有限，所以連續(xù)生產(chǎn)時需要多個反應(yīng)室。同時，反應(yīng)室在不使用時需要排氣以保持高效吸附。因此，系統(tǒng)設(shè)計和建模構(gòu)建對于高效純化氫氣至關(guān)重要。

目前，PSA技術(shù)對氫氣進(jìn)行純化效率可達(dá)到20000立方米/每小時，純度高達(dá)99.999％（達(dá)到PEM燃料電池應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)）。VERDE LLC研發(fā)該類型凈化系統(tǒng)，并可根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制，例如可利用生物質(zhì)產(chǎn)生的高純度氫構(gòu)建家用燃料電池站。試想一下，如果美國東海岸的所有房屋都安裝了該燃料電池站，大多數(shù)人則不會遭受颶風(fēng)桑迪長時間停電的困擾。 此外，這種站臺的應(yīng)用可以大量減少碳排放，為減緩全球變暖做出巨大貢獻(xiàn)。