[發明專利]一種儲氫材料分解放氫體系

有效

• 申請號: 201710559516.3
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN109225284B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 陳勇;彭成云;陳倩倩;侯春朝
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01J27/185
• 分類號: B01J27/185;B01J23/745;C01B3/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開了一種儲氫材料分解放氫體系，包括儲氫材料、催化劑和溶劑；所述催化劑為兩種以上金屬化合物按照任意比例混合的混合物。本發明提供了廉價且穩定的催化儲氫材料分解放氫體系，催化劑制備的原料便宜；本發明的催化劑性質穩定，應用于催化儲氫材料釋氫效率高；本發明的催化釋氫體系是非均相催化反應，便于催化劑的回收利用；本發明的催化釋氫體系若在有機溶劑中進行，催化反應可在273K以下的溫度進行；本發明的催化釋氫體系中，當使用的儲氫材料為氨硼烷且甲醇作溶劑時，醇解以后得到的NH₄B(OCH₃)₄在一定條件下能夠重新得到氨硼烷。

技術領域

本發明涉及氫燃料電池技術領域。更具體地，涉及一種儲氫材料分解放氫體系。

背景技術

隨著工業的發展和人口的激增，化石燃料逐漸枯竭和環境日趨惡化，新的清潔能源的開發和儲存成為各國發展的新焦點。氫氣作為最清潔的能源，被人們高度重視。由于氫氣的直接儲存面臨高成本和高危險，所以安全性高的化學儲氫材料在近十幾年備受關注。

室溫下，化學儲氫材料能以固體或者液體的形式穩定存在，在加熱或者外加催化劑的條件下釋放出氫氣。其中，利用催化劑使儲氫材料在水、離子液體或有機溶劑中釋放出氫氣是最常用的方法。所用催化劑有金屬納米粒子，非金屬化合物(Ni₂P、CoP、CoB、CoNiP、Co-Ni-B)，金屬配合物和少量氧化物。

以上方法和催化劑在儲氫材料釋氫上取得了一定的研究成果，但是也存在下列弊端：金屬納米粒子、非金屬化合物易被氧化和金屬配合物不僅制備困難且效率低；離子液體作溶劑時成本高；若用催化劑來催化儲氫材料進行水解釋氫會受到體系所處溫度的影響，當溫度低于273K時體系被凍結；無論采用水還是離子液體，均不利于儲氫材料脫氫以后產物的回收和再利用，尤其是氨硼烷(NH₃BH₃，AB)。

因此，需要提供一種穩定、高效、廉價、可循環，使用條件廣闊的儲氫材料分解放氫體系。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種儲氫材料分解放氫體系。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種儲氫材料分解放氫體系，包括儲氫材料、催化劑和溶劑；所述催化劑為兩種以上金屬化合物按照任意比例研磨獲得的混合物。本發明采用兩種以上金屬化合物進行混合得到催化劑，多種金屬化合物之間存在協同作用，在其相互配合，協同作用之下，提高了催化分解放氫的效率。

優選地，所述研磨方式包括但不限于手動研磨和球磨機研磨。本發明研磨的目的是令多種金屬化合物之間具有緊密的表面接觸，使多種金屬化合物的原子之間產生相互作用，促進催化效率的提高。

優選地，所述儲氫材料為氨硼烷、硼氫化物、水合肼、肼硼烷、甲酸或乙酸。

優選地，所述儲氫材料、催化劑和溶劑按任意比例混合。本發明中只要三者混合即產生氫氣。

優選地，所述催化劑為兩種以上金屬化合物混勻而成的粉末，金屬化合物之間的用量為任意比例；所述混合方式為常規方式，優選為研磨、粉體分散在溶劑中超聲等。本發明中不同金屬化合物研磨在一起后，在接觸面上產生協同作用；一種金屬化合物充當另一種的載體，分散效果好。

優選地，所述催化劑為兩種金屬化合物按照任意比例混合的混合物。本發明技術人員在研究過程中發現，金屬化合物的質量比影響催化速率，需要根據實際情況進行配比。例如，在本發明中某些實施方式中，所述催化劑為CoP和Cu₃P時，CoP和Cu₃P的質量比為7：3時，得到的催化速率最優。所述催化劑為Fe(OH)₃和Cu(OH)₂時，Fe(OH)₃和Cu(OH)₂的質量比為6.5：3.5時，得到的催化速率最優。