[發明專利]一種合成鉀硅儲氫合金的方法

有效

• 申請號: 201210255042.0
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102765723A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 孫大林;方方;李永濤
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C01B33/06
• 分類號: C01B33/06;C01B3/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，具體涉及一種合成鉀硅（KSi）儲氫合金的方法，特別是利用高壓輔助和自提純技術來合成高純鉀硅（KSi）儲氫合金的方法。

背景技術

氫能由于燃燒效率高，燃燒產物無污染等優點而成為現今綠色能源研究的熱點之一。氫能主要有三種存儲方式：高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫和固態儲氫。與傳統的高壓氣態儲氫和低溫液態儲氫相比，固態儲氫具有存儲密度高、安全、便攜等優點，是一種高效的儲氫技術。[1,2]但是，現已開發的儲氫材料因工作溫度偏高或可逆循環吸放氫穩定性差等問題，難以滿足實際應用的要求。因此，開發可在中低溫放氫的高容量儲氫材料成為國內外研究的重點。

目前正在研究的儲氫材料主要分為三種：配位絡合氫化物（如LiBH₄和NaAlH₄）、化學儲氫儲氫材料（如NH₃BH₃）和金屬氫化物（如LaNi₅H₆和MgH₂）。配位絡合氫化物、化學儲氫儲氫材料雖具有較高的重量儲氫密度（6-13?wt%），但它們的應用卻受制于脫氫溫度過高、脫/加氫速率慢和可逆性差等問題。[3,4]而傳統的金屬氫化物中，除了鎂及鎂基合金氫化物外，其他金屬氫化物的儲氫容量一般較低（<?2?wt%）。[5-7]鎂和鎂基合金氫化物雖然具有較高的儲氫容量（4-7?wt%），但其脫加氫反應溫度高，脫氫動力學性能差等問題阻礙了其實用化。[8,9]近來研究發現，M-Si-H（M?=?Li、Mg和K）合金氫化物具有較高的儲氫容量和相對適宜的脫加氫溫度，尤其是其中的KSiH₃更具有良好的可逆吸放氫性能。[10-12]KSiH₃具有4.3?wt%的儲氫容量，可在150-300?℃范圍內可逆、穩定吸放氫，是一種性能優良的儲氫材料。目前針對KSiH₃合金的儲氫性能研究較少，主要是因為金屬鉀和金屬硅的熔點差距大且鉀的飽和蒸汽壓高等問題導致KSi合金難以通過熔煉法合成。目前合成KSi合金的方法主要采用化學法，即在零下78?℃，硅烷（SiH₄）和金屬鉀在乙二醇二甲醚中反應形成KSi合金。[13]化學法合成KSi合金需要低溫和有機溶劑，成本高，提純步驟復雜，不利于大規模生產。開發一種簡易、可規模化生產的合成KSi合金的方法可極大促進KSi合金儲氫性能的研究，加速其實用化進程。

參考文獻：

(1)?????Schlapbach,?L.;?Zuttel,?A.?Natrue2001,?414,?353.

(2)?????Crabtree,?G.?W.;?Dresselhaus,?M.?S.;?Buchanan,?M.?V.?Phys.?Today2004,?57,?39.

(3)?????Staubitz,?A.;?Robertson,?A.?P.?M.;?Manners,?I.?Chem.?Rev.?2010,?110,?4079–4124.

(4)?????Dornheim,?M.;?Doppiu,?S.;?Barkhordarian,?G.;?Boesenberg,?U.;?Klassen,?T.;?Gutfleisch,?O.;?Bormann,?R.?Scripta?Mater.?2007,?56,?841–846.

(5)?????Gamo,?T.;?Moriwaki,?T.;?Yanagihara?N.;?Iwaki,?T.?Int.?J.?Hy-drogen?Energy1985,?10,?39.

(6)?????Latroche,?M.;?Baddour-Hadjean,?R.;?Percheron-Guégan,?A.?J.?Solid?State?Chem.2003,?173,?236.

(7)?????Klyarnkin,?S.?N.;?Verbetsky,?V.?N.;?Demidov,?V.?A.?J.?Alloys?Compd.1994,?L1,?205.