[發明專利]鈮基配位硼氫化物復合儲氫材料及制備方法與用途

無效

• 申請號: 201110119200.5
• 申請日: 2011-05-10
• 公開（公告）號: CN102219181A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 肖學章;李露;陳立新;寇化秦;邵杰;姜昆;李壽權;陳長聘
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C01B6/23
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 江助菊

技術領域

本發明涉及新型儲氫材料領域，尤其涉及了一種鈮基配位硼氫化物復合儲氫材料及制備方法與用途。

背景技術

氫能是潔凈、高效的二次能源，發展氫能作為解決化石燃料枯竭和環境惡化問題的重要途徑，得到全球各國政府和研究者的廣泛重視。當前，安全高效的儲氫技術瓶頸問題仍未得到有效解決，從而阻礙了氫能經濟的發展。研究開發各類新型高容量儲氫材料是目前儲氫研究領域的重要方向《M.G.?Schultz,?T.?Diehl,?G.P.?Brasseur,?W.?Zittel.?Science,?2003,?302(5645):?624–627.》。為滿足氫能發展需要，許多國家都將高效儲氫技術列為重中之重的研究課題，并對儲氫載體的儲氫密度提出明確的研發目標。例如，美國能源部（DOE）針對車載儲氫介質的儲氫密度提出的研發目標是：2010年大于6.5?wt.%，2015年達到9.0?wt.%。由輕質元素組成的多種新型儲氫材料，如鋁氫化物、硼氫化物和氨基化合物等，具有較高的理論儲氫容量(>?5.0?wt.%)，為固態儲氫材料與技術的突破帶來了希望《P.?Wang,?X.D.?Kang.?Dalton?Trans.,?2008,?40:?5400–5413.》。硼氫化鋰作為典型的配位硼氫化物，其理論重量儲氫密度高達18.4?wt.%，是一類極具應用潛力的高容量儲氫材料，目前其存在的主要問題是：放氫分解溫度過高、吸/放氫反應動力學緩慢以及再加氫條件苛刻等，無法滿足移動式氫源等的實際應用要求。

當前，儲氫材料的常規制備方法，如：粉末燒結法、固相擴散法、氣相沉積法、化學合成法等均要在高溫高壓條件下進行操作，所需工藝流程復雜，設備投資大和生產成本高等。

發明內容

本發明針對現有技術中硼氫化物放氫溫度要求過高，其制備所需工藝流程復雜，設備投資大，生產成本高的缺點，提供了一種硼氫化物放氫溫度要求低，在較低溫度下可實現體系的固態放氫反應，制備所需工藝流程簡單，能耗低且安全性高的鈮基配位硼氫化物復合儲氫材料及制備方法，該復合儲氫材料能夠在燃料電池供氫源、氫能源汽車等領域得到廣泛應用。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

一種鈮基配位硼氫化物復合儲氫材料，復合儲氫材料包括鈮基配位硼氫化物和鹵化鋰；所述的鈮基配位硼氫化物的化學式為Nb(BH₄)₅，其單位質量儲氫密度為12?wt%。鹵化鋰優選氯化鋰或氟化鋰。

用于制備上述的鈮基配位硼氫化物復合儲氫材料的方法，其制備方法如下：

在室溫常壓和惰性氣體保護氣氛下，將硼氫化鋰LiBH₄和鹵化鈮NbM₅原料按照5?:?1的摩爾比在瑪瑙研缽中進行研磨，研磨過程中白色的LiBH₄逐漸變為紅褐色的Nb(BH₄)₅硼氫化物，直接制得Nb(BH₄)₅/5LiM復合儲氫材料；

其化學反應方程式為：5LiBH₄?+?NbM₅?→?Nb(BH₄)₅?+?5LiM。

作為優選，所述的手工研磨的時間為1-30min。

作為優選，所述的手工研磨的時間為10-30min。

作為優選，所述的M=F，即化學反應方程式為：5LiBH₄?+?NbF₅?→?Nb(BH₄)₅?+?5LiF。

作為優選，所述的M=Cl，即化學反應方程式為：5LiBH₄?+?NbCl₅?→?Nb(BH₄)₅?+?5LiCl。

如上述技術方案所述的鈮基配位硼氫化物復合儲氫材料的用途，其鈮基配位硼氫化物復合儲氫材料用于燃料電池供氫源、氫能源汽車等領域。