[發(fā)明專利]用于氫氣發(fā)生的膠體懸浮液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980125636.6
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN102076603A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬克·莫里
• 申請（專利權(quán)）人: 尤尼特爾發(fā)展公司
• 主分類號: C01B3/08
• 分類號: C01B3/08;H01M8/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 陳文平;謝燕軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種組合物的用途，特別是用于氫氣發(fā)生。

本發(fā)明還涉及一種從這種組合物生成氫氣的發(fā)生裝置以及該裝置為燃料電池供氫的用途。

背景技術(shù)

石油儲備的減少和和城市污染問題使得有必要開發(fā)比石油產(chǎn)品更不受約束和污染更少的新能源。

為此目的進行的諸多探索途徑之一是使用一種燃料電池，其能夠從氫和氧出發(fā)產(chǎn)生電力。

因為氫是清潔能源的載體，其與空氣中的氧氣一起燃燒釋放出大量能量并只產(chǎn)生水。

然而，使用氫作為燃料總是面臨生產(chǎn)和在使用前的儲存的問題，尤其對于在車船上應(yīng)用，這已經(jīng)成為這種能量載體大規(guī)模發(fā)展的阻礙。

儲氫是一個難于解決的技術(shù)問題。

最緊湊的、以液體形式的存儲需要低溫冷卻到非常低的溫度和適合汽車使用的達到非常絕熱的儲存器設(shè)計。

此外，幾乎不可能長期存儲少量的液態(tài)氫。目前，最好的儲罐原型允許存儲氫不到一個月的時間，因為氫氣的損失是巨大的。

氫也能夠以氣態(tài)的形式存儲。然而，由于氫的摩爾質(zhì)量低，僅能以壓縮的形式存儲少量的氫，并且因為氫的分子體積小，由于孔隙度系統(tǒng)性地出現(xiàn)泄漏。因此，長期和安全地貯存氣態(tài)氫是非常有限的。

我們還知道，可以可逆的方式在有吸附能力的結(jié)構(gòu)中存儲氫。這種存儲方法使用具有或多或少提高了的與氫的親和力的材料，具有很好的儲存性能，但是仍需要對液態(tài)氫或氣態(tài)進行處理。另一方面，在這些以氫化物的形式存儲的系統(tǒng)需要安裝加熱裝置用于氫的解吸。

因此，目前沒有合適的用于存儲氫的系統(tǒng)。

另一個減緩了將氫作為能源載體的開發(fā)的困難是獲得氫的難度。

現(xiàn)有技術(shù)描述了幾種生產(chǎn)氫的方法，如特別是通過電解水生成，通過將過熱水蒸汽和碳的反應(yīng)生成，烴裂解，例如甲醇或乙醇的醇重整，或還有通過水和堿金屬或硼氫化物的反應(yīng)生產(chǎn)。

然而，這些生產(chǎn)氫的方法需要復(fù)雜的設(shè)施和大量的能源，這使得通過已知方法生產(chǎn)氫難以被納入一個便攜式裝置。

因此，與氫的儲存和生產(chǎn)相關(guān)的各種制約目前阻礙了這種能源的大規(guī)模發(fā)展。

因而，存在一種對安全、高效地處理氫、適合移動應(yīng)用的體系的需要。

發(fā)明內(nèi)容

這就是本發(fā)明所解決的，本發(fā)明建議使用一種組合物，其能夠通過化學(xué)反應(yīng)在需要使用氫的時候生成氫，而無需存儲氫。

特別地，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)氫的組合物，其為膠體懸浮液的形式，含有2至60％的懸浮在中性疏水稀釋劑中的堿金屬微粒。

本發(fā)明特別涉及從這種組合物開始生產(chǎn)氫的方法。本發(fā)明還涉及包含這種組合物的氫氣生產(chǎn)裝置以及該裝置在所有需要氫的應(yīng)用中的用途，例如用于給燃料電池或內(nèi)燃機供氫。

“膠體懸浮液”是指多少具有粘性的液體組合物，其含有懸浮的尺寸微小的顆粒。

本發(fā)明現(xiàn)對照附圖進行具體說明，其中，圖1表示根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)氫的裝置的示意圖。

根據(jù)本發(fā)明用于生產(chǎn)氫的組合物含有2-60％的、懸浮在中性疏水稀釋劑中的堿金屬微粒。所述堿金屬微粒在膠體懸浮液中的比例特別適合于氫氣生產(chǎn)。優(yōu)選，更適合的堿金屬的濃度為5至40％。

堿金屬可特別選自鈉或鋰。優(yōu)選，根據(jù)本發(fā)明的膠體懸浮液含有金屬鈉微粒。

堿金屬以直徑非常微小的顆粒形式存在，甚至是納米顆粒。根據(jù)一個特別適合的實施方案，顆粒尺寸小于15μm，優(yōu)選0.1-1μm。

這些顆粒懸浮在中性疏水稀釋劑中，例如選自植物油和礦物油有機聚合物。優(yōu)選，堿金屬顆粒懸浮在硅氧烷油中。

根據(jù)一個實施方案，組合物還含有脫水劑，以允許在膠體懸浮液中存在可能過早觸發(fā)反應(yīng)的微量水或者痕量的大氣潮氣。這種脫水劑通常是懸浮的礦物組合物，如二氧化硅或五氧化磷，或還可以是復(fù)雜的有機化合物，如沸石。

根據(jù)本發(fā)明的組合物可以例如通過包括以下步驟的方法制備：

-在高于97.5℃的溫度、優(yōu)選在120-150℃加熱鈉，得到具有所述溫度的鈉液態(tài)溶液，

-在相同的高于97.5℃的溫度、優(yōu)選在120-150℃加熱疏水性稀釋劑，得到具有所述溫度的油溶液，

-在攪拌下，將所述鈉液體溶液引入所述油溶液中，

-借助渦輪攪拌式膠體磨進行乳化，

-在高壓下，將乳液注入冷卻系統(tǒng)中或冷的疏水油溶液中，從而得到膠體鈉顆粒。

有利地，疏水性稀釋劑的存在使懸浮液保持在液體狀態(tài)，在儲存環(huán)境條件下無需特別的預(yù)防措施。稀釋劑的疏水性防止了組合物與水的偶然局部接觸，水會導(dǎo)致不希望的化學(xué)反應(yīng)。