[發明專利]一種Al-LiH-金屬氧化物制氫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710039768.3
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106744680B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 徐芬;李鵬;孫立賢;趙沖;范明慧;閆二虎;黃鵬儒;張煥芝;向翠麗;邱樹君
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C01B3/08
• 分類號: C01B3/08
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 唐修豪

本發明公開了一種Al?LiH?金屬氧化物制氫材料及其制備方法，該材料由鋁粉和添加物球磨而成，所述添加物為LiH和金屬氧化物；鋁粉的質量百分比為50?95%，添加物的質量百分比為5?50%。其制備方法包括：（1）按一定質量比稱取鋁粉、LiH和金屬氧化物，連同磨球一起加入球磨罐中，密封；（2）球磨得到制氫材料；（3）取出制氫材料。本發明具有產氫性能好，在氫氣制備領域、大規模能源儲存、便攜式移動氫源、燃料電池供氫的等領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于能源技術領域，具體是一種Al-LiH-金屬氧化物制氫材料及其制備方法。

背景技術

氫能作為一種很有應用前景的新型能源，己得到越來越廣泛的研究和應用。近年來利用鋁水制氫的方法引起了廣泛關注，鋁基制氫材料具有能量密度大、便于儲存、原料成本低廉、原料易獲得、鋁水反應產物環境友好，可循環使用等優點。但是鋁與水反應的過程中會在表面形成一層致密氧化膜，阻礙反應的連續進行，因此如何破除鋁表面的氧化膜成為鋁水制氫技術的關鍵。為解決這一關鍵問題，各國學者做了很多研究。目前解決這問題常用的方法是機械球磨法。2011年Dupiano等人（Dupiano P, Stamatis D, Dreizin E L.Hydrogen production by reacting water with mechanically milled compositealuminum-metal oxide powders. Fuel & Energy Abstracts, 2011, 36(8): 4781-4791）利用鋁粉與各種氧化物機械球磨的方法，能有效促進鋁水反應。其中Al-Bi2O3效果最好，產氫量為1150 ml.g-1，產氫率達100%。但該材料的產氫性能需要在80攝氏度條件下實現；在常溫條件下使用時，其產氫性能會有明顯的降低。2014年Liu（Liu Y, Wang X, LiuH, et al. Improved hydrogen generation from the hydrolysis of aluminum ballmilled with hydride. Energy, 2014, 72(7): 421-426.）等人把鋁粉和氫化鋰機械球磨得到Al-30mol%LiH復合材料，其產氫率可達96.3%，產氫量為1442.4mL.g-1。但該材料存在以下問題：1、該材料的產氫性能需要在75攝氏度條件下實現，在常溫條件下使用時，其產氫性能會有明顯的降低；2、該材料Al含量低于80 wt%，氫化物添加量大，制備成本偏高；而且該材料與水反應容易出現燃燒現象。

發明內容

本發明的目的是提供Al-LiH-金屬氧化物制氫材料及其制備方法，實現在保證產氫性能的條件下，通過高能球磨的方法添加金屬氧化物，起到有效減少了LiH的添加量、降低反應溫度，且沒有出現燃燒現象。最終實現提高制氫材料的綜合產氫性能的目的，以適用于大規模的工業生產實際應用需要。

實現本發明目的的技術方案是：

一種Al-LiH-金屬氧化物制氫材料，由鋁粉和添加物球磨而成，所述添加物為金屬氧化物和LiH；所述制氫材料中微米級的鋁粉的質量百分比為50-95%，優選質量百分比為85-95%；添加物的質量百分比為5-50%，優選質量百分比為5-15%。所述添加物中，金屬氧化物占添加物的質量百分比為5-95%，優選質量百分比為25-75%；LiH占添加物的質量百分比為5-95%，優選質量百分百為25-75%。

步驟（1），按一定質量比稱取所需的鋁粉、金屬氧化物和LiH加入球磨罐中，按一定球料比加入磨球，在球磨罐中充入氬氣作為保護氣，密封，所述的球料比為20 - 120:1，優選球料比為30:1；

步驟（2），將球磨罐放入球磨機，設定球磨條件，球磨得到Al-LiH-金屬氧化物制氫材料，所述球磨條件是球磨轉速為250r min-1，球磨時間為1-7小時；得到Al-LiH-金屬氧化物制氫材料。