[發明專利]一種物理球磨金屬粉末制取氫能源的方法

在審

• 申請號: 201810668532.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108751128A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳慶;廖健淞
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C01B3/08
• 分類號: C01B3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種物理球磨金屬粉末制取氫能源的方法。將金屬粉末置于真空球磨機中，加入少量金屬氯化物水溶液及助劑，在氫氣保護下進行濕法球磨，通過金屬粉末在球磨作用下將氧化層或反應生成的氫氧化物剝離。該方法通過在金屬粉末制氫中施加助劑并物理球磨，使得水解制氫反應中生成的氧化物/氫氧化物膜與金屬粉末剝離，可有效保證制氫產率和反應速率，并且整個過程操作簡單，反應過程為中性，對設備要求低，生產成本低。

技術領域

本發明涉及制氫領域，特別是涉及一種物理球磨金屬粉末制取氫能源的方法。

背景技術

氫能作為一種綠色、可持續發展的能源，正得到國家的廣泛關注，氫能也是生態文明建設的重要方面之一。大規模、廉價地生產氫是開發和利用氫能的重要環節之一，氫為一種可再生的二次能源，其熱值高，反應速度快，可通過多種反應途徑制得。氫在釋放能量后的副產物是水，對環境友好。目前雖然氫能還沒有得到廣泛應用，但隨著日益衰減的化石能源及能源危機日益嚴重等問題，對氫能的研究和開發卻具有重要意義。

對于氫能的來源，主要有以下幾個方面：光電催化水解制氫、生物質制氫、硼氫化物水解制氫、電解水制氫、催化重整制氫技術、金屬及材料水解制氫等。目前國內外研究較熱的是金屬基材料的水解制氫技術。金屬基材料制氫主要是利用鋁、鎂等金屬化學性質活潑，常溫下可在溶液中發生自腐蝕析氫反應，這種合金水解制氫是一種很有前景的儲能和能量轉換材料。

中國發明專利申請號201710017327.3公開了一種鎂鋁合金制氫材料的制備方法；鎂鋁合金制氫材料以鎂、鋁金屬粉或鎂鋁金屬合金粉為前驅體，機械混合弱酸鹽、壓塊、高溫處理，獲得鎂鋁合金制氫材料；鎂與鋁的摩爾比值為0.1~1，弱酸鹽為鎂鋁合金質量的0.01~20wt％；弱酸鹽的陽離子為鈉、鉀、鈣、鋇和鍶的一種；弱酸鹽陰離子為鉍酸根、錫酸根、鐵酸根、鍺酸根、偏鋁酸根和偏鋅酸根的一種。

中國發明專利申請號201310287296.5公開了一種快速制氫劑，由鋁、鎂、氧化鈣、低熔點金屬、摩擦劑、粘合劑及抗氧化劑按一定比例組成。鋁為制氫劑的主要功能材料，其在鎂及低熔點金屬的共同作用下在其表面形成大量的活化點，然后遇水后在氧化鈣所產生的堿性環境中發生水解反應產生氫氣。摩擦劑可在球磨過程中防止金屬鋁的團聚；粘合劑可將球磨后呈粉末狀的制氫劑加工成易包裝運輸的形狀；抗氧化劑可防止制氫劑的氧化，便于長時間貯存。

中國發明專利申請號201010290898.2公開了一種中性和常溫下水解制氫用鋁基復合物及其制備方法，該鋁基復合物由單質金屬純鋁粉和防止鋁粉在球磨過程中產生粘結，及在水中產生致密氧化膜并起催化作用的非晶或納米晶合金薄帶組成，金屬純鋁粉與非晶或納米晶合金薄帶的比例是按質量比100∶Y(Y=0.1~20)，金屬純鋁粉的粒度范圍在0.01~10um。該發明水解制氫用鋁基復合物的制備方法為將上述材料混合后，經高能球磨得到鋁基復合物。

中國發明專利申請號201710039768.3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，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。

根據上述，現有方案中的金屬基材料制氫的反應過程中，易生成的氫氧化物和氧化膜并附著在金屬表面，抑制水解反應，而傳統的破壞氧化膜或氫氧化膜的方式主要為堿、氫化物、無機氯化物及合金共混，制備成本較高，而且其合金化所使用的金屬價格相對較高，反應殘留物難以回收處理，因此整體成本較高。鑒于此，本發明提出了一種物理球磨金屬粉末制取氫能源的方法，可有效解決上述技術問題。

發明內容