[發明專利]一種制氫方法及制氫裝置

無效

• 申請號: 200810063541.3
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101607695A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 吳佶偉
• 申請（專利權）人: 吳佶偉
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 梁寅春

技術領域

本發明涉及化學制氫的方法及制氫裝置。

背景技術

人類自開始發明用火以來，一直沿用以植物纖維(木材)，煤炭，石油，火電等以生物能源為主體的能源發展道路。時至今日，面對這些不能再生的能源大量開發使用，不僅使這些有限的資源面臨枯竭，也給人類環境帶來嚴重的災難。正是在這種背景下，氫能就被人們提到議事日程上來。因為氫能資源廣，品位高，是石油發熱量的三倍，能再生，無污染，同時又是重要的化工原料，廣泛應用于無機和有機合成。但傳統的制氫工藝如電解制氫，烷、烴類制氫都是以犧牲常規能源為代價來獲取氫能，因此被稱為“貴族能”，除國防軍事上用于發射火箭導彈，以及半導體工業上用一部分高純度氫能外，大部分工業部門民用部門都因成本過高無法涉足使用。為此各國政府都撥巨資，用于研發各種可能開發的新能源，熱化學循環制氫的設想就是在這種背景下，由于氫能的諸多優點，于上個世紀60年代，首先被Funk等人提出這個設想。提出這個設想的基本原理為：如果一步法分解水，需要高達3000℃的高溫才能把水分解出H₂和O₂，技術上設備材料上都存在困難。于是Funk等人提出用多步反應的方法，在較低溫度下，便于逐步分解。這個設想是對的，但50多年來，人們還是不能徹底提出一個有效的能順利多步分解的方法。盡管近半個世紀來，研究工作很活躍，歐、美、日等各國政府都投入巨資競相研究開發，并成為一個熱門話題，先后有日本東京大學、原子能研究所，歐洲共同體聯合研究中心，德國的于利希研究中心，美國的拉斯阿拉莫斯科學實驗室等科研機構先后提出氧化物系，鹵化物系，含硫體系等多種方案，共200多個。但大部分都不幸夭折。目前尚存幾個方案處在研究階段。綜觀這些試驗的經驗，如果想要取得成功。人們總結出幾條基本條件：

一、各分步的反應的產量必須很高，以保證較高的總產率。

二、分步反應的總數目必須盡可能少。

三、需要在高溫下反應的中間產物應比較容易處理。

四、各反應均不能有副產物產生。

五、組成物A和B應該是容易大量獲得的單質或化合物，且價格便宜。

六、過程所包含的化合物都不會對環境造成破壞。

發明內容

本發明要解決目前化學制氫設備復雜，費用高，效率低，難度大等問題，為此提供本發明的制氫方法及制氫裝置，采用這種方法及裝置，設備相對簡單，成本較低，效率較高，環保性好。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案包括制氫方法及制氫裝置。

本發明的一種制氫方法，其一之特殊之處是：

在反應器內填充Fe₂O₃，將摩爾比分別為6∶1∶1的NO₂、H₂O(液)、O₂加入反應器，在50～78℃下按下式反應——

Fe₂O₃+6NO₂+H₂O(液)+O₂→2Fe(NO₃)₃+H₂.....................(1)制H₂，收集H₂后，將存留在所述反應器內的Fe(NO₃)₃，在215～250℃下分解——

生成Fe₂O₃、NO₂、O₂，收集NO₂、O₂后，將存留在所述反應器內的Fe₂O₃用于下一次制氫反應。

本發明可以將式(2)分解所得NO₂、O₂收集后用于下一次制氫反應。

本發明的一種制氫方法，其二之特殊之處是：

在反應器內填充Al₂O₃，將摩爾比分別為6∶2∶1/2的NO₂、H₂O(液)、O₂加入反應器，在50～79℃下按下式反應——

制H₂，收集H₂后，將存留在所述反應器內的Al(NO₃)₃，在437～480℃下分解——