[發明專利]氫氣制備方法、系統與用于其中的溶液

有效

• 申請號: 201710084325.6
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN108328572B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 吳東昆;林家豪;彭鈞圣;陳怡廷
• 申請（專利權）人: 財團法人交大思源基金會
• 主分類號: C01B3/22
• 分類號: C01B3/22;B01J31/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;王瑩

一種氫氣制備方法，具有以下步驟。將作為仿產氫酶活性分子的光催化劑的釕氮雜二硫錯合物加入溶液中。將有機酸反應物加入所述溶液中。將P?配體加入所述溶液中。將電子提供者加入所述溶液中。將光線照射至所述溶液，以產生氫氣。

技術領域

本發明是有關于一種氫氣制備方法、系統與用于其中的溶液，且特別是一種使用釕氮雜二硫錯合物(nitrogen-substituted derivative of alkyldithiolate rutheniumcomplex)作為仿產氫酶活性分子的光催化劑(biomimetic enzyme of photocatalyticfor hydrogen generation)的氫氣制備方法、系統與用于其中的溶液。

背景技術

除核燃料外，氫氣的燃燒熱為每公斤142,351千焦耳，是汽油燃燒熱的3倍，也是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。氫氣的燃點低，燃燒速度快，且燃燒后會生成水，對大氣并無污染。氫氣在燃燒后產生的熱能可以進一步地在熱力發動機中產生機械功，且在燃料電池中，氫氣可以與氧氣發生電化學反應而能產生電能，故氫氣可作為一種干凈環保的能源燃料。再者，用氫氣代替煤或石油，不需要對現有技術的供能設備作重大的改造，例如，對于汽車內燃機而言，僅需稍加改裝，即可以使用。

現有技術產生氫氣的方法種類繁多，大概說明如下。多數產生氫氣的方法是對天然氣進行重組，例如，將甲烷蒸氣重組或將甲烷在空氣中燃燒的部分氧化，來獲得氫氣。然而，對天然氣進行重組來產生氫氣的方法需外加能源及需提供高壓或高溫的反應環境。另外，通過將水電解，亦可以產生氫氣，但此做法需外加電力來進行電解反應。

氣化產生氫氣的方法是將煤或生物質以氣化的方式轉化為合成氣的終產物后，再對終產物處理來產生氫氣。對再生液體重組產生氫氣的方法是將生物質轉化為乙醇或生物油后再轉化為合成氣的終產物后，再對終產物處理來產生氫氣。然而，氣化產生氫氣與對再生液體重組產生氫氣的方法都需外加能源及需提供高壓或高溫的反應環境。

另外，還有利用核能所產生的熱能來電解水產生氫氣的方法，但此方法所產生的核廢料及相關污染難以清除。除此之外，還有利用生長綠藻、綠藻及某些微生物對水進行裂解以產生氫氣或直接由其內含生物質中萃取氫氣的方法，但是此類的方法需相當大的土地面積以養殖綠藻、藍綠藻及微生物，且產生氫氣的效率欠佳。甚至，還有利用特殊的半導體材料在太陽光下進行水的裂解以產生氫氣的方法，不過，半導體材料制備過程仍會對環境產生污染。

發明內容

有鑒于上述熟知技術的問題，本發明的目的就是提供一種氫氣制備方法、系統及用于其中的溶液。

根據本發明至少一目的，提供一種氫氣制備方法，具有以下步驟。將作為仿產氫酶活性分子的光催化劑的釕氮雜二硫錯合物加入溶液中。將有機酸反應物加入所述溶液中。將P-配體(P-ligand)的加入所述溶液中。將電子提供者加入所述溶液中。將光線照射至所述溶液，以產生氫氣。

根據本發明至少一目的，提供一種氫氣制備系統，包括反應室。反應室包括容器與透鏡。容器用以放置溶液。透鏡用以將日光的光線集中照射至所述溶液，以產生氫氣。所述溶液的多個溶質包括作為仿產氫酶活性分子的光催化劑的釕氮雜二硫錯合物、有機酸反應物、P-配體與電子提供者。

根據本發明至少一目的，提供一種用于氫氣制備方法或系統中的溶液，包括多個溶質與溶劑。多個溶質包括作為仿產氫酶活性分子的光催化劑的釕氮雜二硫錯合物、作為反應物的甲酸、作為P-配體的三(鄰甲苯基)(Tri(o-tolyl)phosphine)與作為電子提供者的三乙基胺(triethylamine)。另外，溶劑為二甲基甲酰胺(dimethylformamide，DMF)。

如上所述，依本發明提供的氫氣制備方法、系統與用于其中的溶液，其可具有下述優點中的一個或多個：

(1)提升氫氣產生效率。