[發明專利]一種氫的合成方法

無效

• 申請號: 201210533033.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103159174A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 李亞斌
• 申請（專利權）人: 云南億星之光新能源科技開發有限公司
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 云南派特律師事務所 53110
• 代理人: 張怡

技術領域

本發明屬于氫燃料技術領域，具體涉及一種可控制釋放速度的氫氣的合成工藝。?

背景技術

硼氫化鈉是常用的絡合型氫化物，由于其具有優異的還原性和廣泛的用途，目前在歐美市場已經大量用于工業生產，但在我國的使用范圍還很小，還有拓展空間。?

美國專利US6358488報道了采用鎳、鈷或儲氫合金粉末催化硼氫化鈉水解發生氫氣的工藝，反應方程式如下：?

NaBH₄+2H₂O→4H₂+NaBO₂

這種供氫工藝，具有以下幾個方面的優點：?

（1）、硼氫化鈉儲氫燃料是一種環境友好的物質，整個發氫與使用過程不排放含碳和含氮的有害氣體；?

（2）、與其他儲氫方式相比，可釆用液態儲存氫的方式，燃料的儲氫量高，可達到10.8wt%，是金屬氫化物儲氫的10倍；?

（3）、由于使用固體硼氫化鈉，儲存、使用安全，運載方便；?

（4）、氫氣純度高，不會造成燃料電池電極催化劑的毒化，也沒有伴生氣體，不會造成大氣環境的污染；?

（5）、能源利用率高，反應過程中不需要外加能量就可以把NaBH4及一部分水中的氫釋放出來。?

近來，將硼氫化鈉作為儲氫載體用于供氫裝置已經引起了人們的極大興趣和深入研究。現有技術只能使用硼氫化鈉水溶液，硼氫化鈉水溶液加入反應器后立即水解完全，這種工藝可以用于一般的收集氫氣的裝置，而且所得到的氫氣是要用專門的容器來收集的，對于燃料電池的供氫設備來說，使用起來有很?多弊端，例如系統取向受到限制、需要過濾器來吸收氫發生時伴生的偏硼酸鈉和氫氧化鈉霧滴。在燃料電池中，我們更需要將儲氫材料直接投入供氫設備中使用，就是直接將硼氫化鈉用于燃料電池的氫氣儲存供給系統，利用其水解所得氫氣產生電能。但是僅僅使用硼氫化鈉水溶液，對反應過程和供氫速度無法實現有效控制；并且其對裝置要求比較苛刻，如果封口不嚴的話，溶液出現泄漏，操作不便。因此，需要一種既可以控制氫氣釋放速度，又可以獲得高純度氫氣的工藝。?

發明內容

本發明的目的是提供一種用于燃料電池的氫氣的制備方法，所述的方法可以控制氫氣釋放速度，并且制備的氫氣純度高，原料轉化率高，無需對其進一步過濾。?

本發明的技術方案包括如下步驟：?

①將硼氫化物、氫氧化物和水配制成堿性硼氫化物溶液，將堿性硼氫化物溶液注入吸水材料，吸水材料吸收堿性硼氫化物溶液，形成硼氫化物凝膠溶液，經室溫真空干燥，獲得吸水材料包覆的硼氫化物儲氫材料，所述的硼氫化物、氫氧化物、吸水材料的重量份比為100：0.01-50：0.1-25；?

②將催化劑前驅溶液加入到所述的儲氫材料中，催化劑前驅溶液被吸水材料包覆的硼氫化物儲氫材料吸收，形成凝膠；催化劑前驅被硼氫化物還原成催化劑金屬均勻地分布在凝膠中，硼氫化物在催化劑金屬上發生水解反應，產生氫氣。?

所述的硼氫化物為硼氫化鈉、硼氫化鉀、硼氫化鋰或其混合物。?

所述的氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣中的一種或其中幾種的混合物。?

所述的吸水材料為淀粉系高吸水性材料和/或纖維素系高吸水性材料。?

所述的淀粉系高吸水性材料為淀粉接枝丙烯腈、淀粉接枝丙烯酸、淀粉接枝丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸鈉、甲基丙烯酰胺和順丁烯二酸酐中的一種或其中幾種的混合物。?

所述的淀粉系高吸水性材料為改性淀粉及其衍生物制備的吸水性材料。?

所述的吸水性材料為淀粉酯接枝苯乙烯高吸水材料、支鏈淀粉酶制水凝膠、甲醛改性淀粉接枝丙稀腈共聚物、環氧氯丙烷改性淀粉接枝丙烯腈共聚物、縮水甘油醚交聯淀粉接枝丙烯腈共聚物中的一種或其中幾種的混合物。?

所述的纖維素系高吸水性材料為聚丙烯系吸水樹脂材料、羥乙基纖維素高吸水性材料、羧甲基纖維素高吸水性材料、纖維素黃原酸鹽高吸水性材料、纖維素接枝共聚高吸水性材料、纖維素接枝丙烯腈高吸水性材料、纖維素接枝丙烯酸高吸水性材料、纖維素接枝丙烯酰胺高吸水性材料、羥乙基纖維素接枝丙烯酰胺高吸水性材料、羥乙基纖維素/丙烯酰胺/二氧化硅復合材料中的一種或其中幾種的混合物。?

所述的催化劑前驅是鎳鹽、鈷鹽、鉑鹽或鈀鹽，所述的催化劑前驅溶液是將鎳鹽、鈷鹽、鉑鹽或鈀鹽溶解于水，配制成水溶液。?