[發明專利]一種高容量水解制氫材料及其制備方法和應用及制氫裝置

在審

• 申請號: 202011263772.6
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112357880A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 周承商;李珂;劉詠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06;C01B3/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹

1.一種高容量水解制氫材料，其特征在于：所述制氫材料包括制氫劑以及包覆材料，所述制氫劑為由制氫粉末與催化劑組成的混合物，所述包覆材料為水溶性聚合物，所述制氫粉末選自氫化鎂粉末、氫化鋁粉末、鎂粉、鋁粉中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的一種高容量水解制氫材料，其特征在于：所述水溶性聚合物選自聚乙二醇、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛酯中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的一種高容量水解制氫材料，其特征在于：所述制氫材料中，水溶性聚合物的質量分數為0.5％-5％；

所述制氫材料中，制氫劑的質量分數≥80％。

4.根據權利要求1所述的一種高容量水解制氫材料，其特征在于：所述催化劑選自NaCl、KCl、MgCl₂、FeCl₃中的至少一種；所述制氫材料中，催化劑的質量分數≤5％。

5.根據權利要求1所述的一種高容量水解制氫材料，其特征在于：所述制氫材料為球形顆粒，所述制氫材料的粒徑≥500μm。

6.根據權利要求1-5任意一項所述的一種高容量水解制氫材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：將水溶性聚合物溶于有機溶劑中，獲得粘結液，將制氫劑粉末和催化劑混合獲得混合料，然后將粘結液噴入混合料，制粒獲得濕團粒，濕團粒干燥即為制氫材料；所述有機溶劑選自二甲基亞砜、二甲基亞酰胺中的至少一種。

7.根據權利要求1-5任意一項所述的一種高容量水解制氫材料的應用，其特征在于：將所述制氫材料用于水解制氫，所述水解制氫的過程為：將制氫材料先置于制氫裝置的料斗中，制氫時，開啟料斗出料口閥門，制氫材料進入制氫裝置的反應腔與反應腔中的水反應，即產生氫氣；所述出料口閥門的啟閉由PID程序根據氫氣生成量(壓力)的反饋控制。

8.根據權利要求7所述的一種高容量水解制氫材料的應用，其特征在于：所述制氫裝置與燃料電池連接，所述氫氣進入燃料電池，所述燃料電池排放的水返回制氫裝置的反應腔。

9.一種制氫裝置，其特征在于：包括，料斗；反應腔；輸氫管；氣泵；儲氫罐；進水管；儲水罐；所述反應腔位于料斗的下部，所述料斗和所述反應腔之間設置有出料口閥門，所述輸氫管的一端與所述反應腔上部的出氣口相連，另一端與氣泵的進氣口相連，氣泵的出氣口連接至儲氫罐的進氣口，儲氫罐的出氣口連接進燃料電池，所述進水管的一端與所述反應腔的上部的進水口相連，另一端連接到儲水罐，所述進水管上設置有進水口閥門，用于控制水流入反應腔。

10.根據權利要求9所述的一種制氫裝置，其特征在于：

所述輸氫管上設置氫氣凈化裝置；

所述燃料電池的出氣管路上設置有冷凝器，用于冷凝燃料電池產生的氣體，所述冷凝器的上端設置有氫回流管，氫回流管的另一端與氣泵連通，使冷凝后的氫氣回流進氣泵，所述冷凝器的下端設置有出水管，出水管的另一端連接至儲水罐。