[發(fā)明專利]基于鎂的放氫材料、其制備方法及水解制氫的方法

有效

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• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111646429B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉兵銀
• 申請（專利權(quán)）人: 上海鎂源動力科技有限公司
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06;C01B6/04;B01J31/26;B01J31/06;B01J27/138;B01J23/745;B01J23/14;B01J23/06;B01J23/02;B01J21/06;B01J21/04
• 代理公司: 北京維昊知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11804
• 代理人: 李波;王穎慧

本發(fā)明公開一種基于鎂的放氫材料、其制備方法及水解制氫的方法。其中所述放氫材料包括氫化鎂和催化劑，其中：所述催化劑包括氧化物、氯化物和氫化物中的至少一種；并且所述氫化鎂與所述催化劑的質(zhì)量配比為：所述氫化鎂為1～50份，所述催化劑為1～30份。根據(jù)本發(fā)明的放氫材料具有可持續(xù)放氫、產(chǎn)氫量大、水解轉(zhuǎn)化率高等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及制氫技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種基于鎂的放氫材料、其制備方法及水解制氫的方法。

背景技術(shù)

近年來，水解制氫作為一種新型實用的安全制氫技術(shù)，因其具有原料來源廣泛、產(chǎn)氫量大、氫氣純度高、對環(huán)境沒有危害等優(yōu)點，受到了極大的關(guān)注，逐漸成為了各國學(xué)者爭相研究的熱點之一。NaBH₄的水解制氫工藝相對成熟，已經(jīng)實現(xiàn)了為燃料電池快速提供氫氣。但由于NaBH₄高昂的成本、催化劑易失效、水解產(chǎn)物NaBO₂回收再生率低等缺點，極大的限制了NaBH₄的商業(yè)化應(yīng)用。

相比于硼氫化物，輕金屬及其氫化物的發(fā)展則較為落后。Al雖然是地殼中儲氫最豐富的金屬元素，但受限于“Al循環(huán)”的能源效率問題，Al/H₂O制氫技術(shù)無法完全實現(xiàn)商業(yè)化。而一些氫化物如LiH，CaH₂等，雖然與水反應(yīng)可快速放氫，但放氫過于猛烈且價格昂貴，因此逐漸淡出人們的視線。

從經(jīng)濟方面看，鎂的儲量豐富、價格便宜、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)成熟，適宜大規(guī)模生產(chǎn)與使用，因而成為一類具有重要實用價值和應(yīng)用前景的儲氫材料。然而，鎂的水解產(chǎn)物Mg(OH)₂難溶于水，并且在水解反應(yīng)初期形成的Mg(OH)₂層會覆蓋在反應(yīng)物的表面，且容易包覆住未反應(yīng)的鎂顆粒，從而嚴(yán)重破壞了水解反應(yīng)的持續(xù)性，致使水解反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率均較低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上面所提到的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案在多個方面提供了一種基于鎂的放氫材料、其制備方法及水解制氫的方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種基于鎂的放氫材料，包括氫化鎂和催化劑，其中：所述催化劑包括氧化物、氯化物和氫化物中的至少一種；并且所述氫化鎂與所述催化劑的質(zhì)量配比為：所述氫化鎂為1～50份，所述催化劑為1～30份。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述氧化物包括金屬氧化物和兩性氧化物中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述氧化物在所述放氫材料中的質(zhì)量含量為0.1％～10％。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，所述氧化物包括三氧化二鐵、二氧化鈦、三氧化二鋁、氧化鋅、二氧化錫、一氧化錫中的至少一種；所述氯化物包括氯化鎂、氯化鈉、氯化錳、氯化鎳、氯化鋁中的至少一種；所述氫化物包括氫化鈣、氫化鈦和硼氫化鈉中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述氫化鎂的粒徑為微米級。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述氫化鎂的粒徑尺寸為100μm以下。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，所述氫化鎂的粒徑尺寸為45～75μm。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述氫化鎂具有以鎂為核心的核殼結(jié)構(gòu)；和/或所述放氫材料具有核殼結(jié)構(gòu)，其包括一部分所述氫化鎂為核心，以及另一部分所述氫化鎂與所述催化劑形成的外殼。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述放氫材料為粉劑、片劑、丸劑或者顆粒狀形式。

根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，所述放氫材料為片劑。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述片劑的直徑為25mm以下，以及所述片劑的厚度為8mm以下。