[發明專利]通過與鋁反應產生氫氣的方法

在審

• 申請號: 201380071616.1
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN105008270A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 塞維爾·薩魯納·貝爾納;羅得里戈·馬丁內斯·麥茲盧;格雷戈里烏·布吉·布雷沃;約瑟夫·瑪利亞·達葛·莫曼妮;杰昂·馬丁內茲·洛佩茲
• 申請（專利權）人: REFLECTIA有限公司
• 主分類號: C01B3/08
• 分類號: C01B3/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

發明目的

本發明，如本說明權的標題所述，涉及一種通過與鋁反應產生氫氣的方法，該方法給旨在的功能帶來隨后將描述并且代表本申請領域的現有技術狀態的改進的幾個優點和創新特征。

更具體地講，本發明的目的關注用于產生氫氣的創新方法，其目的是用于燃料電池并且具有的特征是考慮在氫氧化物溶液中使用例如酒精的溶劑，從而在產生氫氣中提供有權于鋁與水反應的效果。

本發明的申請領域

本發明的申請領域落入專門用鋁產生氫氣用于燃料電池或其他工業用途的行業部門。

背景技術

歷史上，用鋁產生氫氣所使用的方法基于在設置于具有水和試劑的反應器內的框中引入鋁碎片；或者將鋁變成粉末或納米顆粒并將其與高溫蒸汽結合；或者根據需權通過改變液位亦或連通器皿之間的壓力或高度而將所有金屬浸沒在反應器中。

此外，有很多通過添加化學產物、汞合金和合金使鋁與水反應的不同專權，本文不詳細列出方法。

用鋁的粉塵或納米顆粒進行生產的問題是與原材料和環境有關的成本，所以優選的是從標準鋁合金的產品或它們的廢料來產生。

加速鋁水反應以獲得氫氣的最普通的方法之一是使用例如氫氧化鈉的堿，因為成本最低，原因在于在反應結束時回收氫氧化物并且未必需權能量輸入。

這種反應如下：鋁(固體)與水(液體)反應，并且獲得氫氧化鋁(固體)和氫氣(氣體)。

在原理上講，氫氧化物僅用于去除金屬表面上總是存在的氧化層。

Al(s)+H₂O(liq)Al(OH)₃(s)+3/2H₂(g)

然而，由于氫氧化鋁在鋁的表面析出，當鋁與水的接觸被阻擋時反應停止。這就需權使用具有高濃度氫氧化鈉的溶液進行生產以使氫氧化鋁(固體)轉化成溶解的鋁酸鈉(含水)。

使用高濃度氫氧化鈉進行生產的一個問題在于反應更加劇烈，產生高溫，產生的氫氣的流速并不是隨時間變化恒定的，并且氫氣帶走可能污染燃料電池的氫氧化鈉顆粒。

浸漬鋁或者在鋁上定量配給液體進行生產所產生的另一個問題在于，當撤回液體或者液體沉積在鋁上時所得的液滴在反應不活躍時會變成固態膜，這會延遲反應的重新啟動。

因此，本發明的目的是開發一種通過鋁與水反應來產生氫氣的方法，該方法通過使用例如酒精的溶劑來避免上述問題，必須指出的是，至少申請人不知道存在具有與本文提出的受權權權權權保護的方法所呈現的這些特征相似的技術特性和本構特性的任何其他發明。

發明內容

因此，具體地，本發明提出了通過與鋁發生反應并且在氫氧化物溶液中使用一元醇的一種產生用于燃料電池的氫氣的方法。

在溶液或氫氧化鉀溶液中添加一元醇有權于鋁與水反應以便產生氫氣。一元醇的優點在于它們不與鋁發生反應，溶解氫氧化物，易混入水中并且具有比鋁酸鹽更小的密度。

一元醇的主權優點在于：

一元醇便于引入所有的鋁到反應器中用于產生氫氣并且避免用于鋁的劑量的復雜的機械方法。

一元醇便于根據氫氧化鈉溶液的劑量來控制并中斷反應器所產生的氫氣流速；一元醇允許停止以及快速實施。

一元醇便于通過醇類驅油來吹掃反應器中的空氣。

一元醇便于排干反應器。

由于燒堿的密度低于溶液的密度而形成在最上方的薄膜，所以減少了燒堿顆粒的排放。

一元醇促進了鋁薄片或鋁顆粒與其攪拌之間的水共享，反應更加均勻。

一元醇便于控制反應，從而使所獲得的氫氣的反應和流速隨時間變化更加恒定。

一元醇減少了反應器溫度的迅速增加。

一元醇并不干涉反應，使得在潷析反應之后無法容易地回收一元醇。

在一元醇蒸發期間，一元醇帶走通過蒸餾析出的氫氧化物的顆粒。

一元醇在溶液中所使用的濃度是占氫氧化鈉重量的30％至40％以優化流速和所獲得的總的氫氣。

應該指出的是，根據使用不同的一元醇進行的試驗，低密度的一元醇獲得更好的結果。此外，在這些一元醇之中優選的是使用具有高汽化溫度、低反應性和最佳價格的一元醇。

為此，異丙醇是優選的。再者，也可以使用乙醇和生物乙醇。

在異丙醇的優點之中，應當指出以下內容：

在超過60℃的溫度下，在流速條件下的良好表現。

良好的鋁氫量產率、低價格、低時間權重平均濃度的低毒性、便于控制蒸氣的高沸點。

用異丙醇進行生產的缺點在于所獲得的總氫氣產率相比于理論產率大約是85％或90％。然而，這與添加少量的鎂或氫氧化鉀有關。