[發明專利]一種抗氧化的儲氫合金粉末裝料方法

在審

• 申請號: 202211038432.2
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115403009A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 周承商;李珂;史航
• 申請（專利權）人: 湖南水素新能源科技有限公司
• 主分類號: C01B3/00
• 分類號: C01B3/00;B22F1/102
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉

本發明公開了一種抗氧化的儲氫合金粉末裝料方法，該方法是在絕氧條件下，將儲氫合金粉末與聚合物溶液共混，所得共混料于空氣氣氛下填裝至儲氫罐中后，抽真空干燥。該裝料方法簡單易操作，可實現儲氫合金粉末在含氧環境下裝料，并不會損失其儲氫性能，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種儲氫合金粉末的裝料方法，具體涉及一種防止儲氫合金粉末裝料過程中被氧化的方法，屬于儲氫技術領域。

背景技術

氫氣作為一種零二氧化碳排放的清潔燃料引起了人們濃厚的興趣。但是，當前氫能源的應用還處于早期階段，氫氣與化石燃料一樣都是易燃物質，不成熟的技術也引發公眾對其潛在危險的擔憂。此外，氫能應用和推廣緩慢也與缺乏安全、有效地儲存氫氣的技術手段有關。

固體儲氫材料以其高體積儲氫密度以及較高的安全性得到廣泛關注。但是，儲氫合金粉末暴露在空氣中極易被氧化，從而會導致儲氫容量降低和儲氫性能衰減。因此，儲氫合金粉末需要在無氧的環境中處理并保存，這給儲氫合金粉末的操作帶來一定的困難。此外，目前現有的固態儲氫罐體積較大，罐體和加料裝置拆卸與安裝困難，不便于使用。

發明內容

針對現有技術中固體儲氫材料在裝料過程中存在的技術問題，本發明的目的是在于提供一種可在空氣中對儲氫罐進行裝料并預備較好吸放氫動力學性能、儲氫容量的儲氫合金粉末裝料方法，該裝料方法簡單，可控，有利于工業化生產。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種抗氧化的儲氫合金粉末裝料方法，該方法是在絕氧條件下，將儲氫合金粉末與聚合物溶液共混，所得共混料于空氣氣氛下填裝至儲氫罐中后，抽真空干燥。

本發明技術方案在儲氫合金粉末填裝入儲氫罐之前，預先對儲氫合金粉末進行表面預處理，利用聚合物溶液對儲氫合金粉末進行表面修飾，不但能夠有效隔絕空氣中的氧滲入而氧化儲氫合金粉末，而且賦予其表面較好的抗氧化能力，從而使得儲氫合金粉末可在空氣中進行裝料，免去罐體和加料裝置拆卸與安裝，同時經過聚合物溶液修飾的儲氫合金粉末在裝料過程中可降低揚塵，減少損失，特別是儲氫合金粉末裝入儲氫罐后，對儲氫罐進行抽真空脫除溶劑，修飾在儲氫合金粉末表面的聚合物材料包覆層不但能夠選擇性透氫，不會影響儲氫合金粉末的儲氫性能，而且可以有效防止儲氫合金粉末在吸放氫循環中因儲氫合金粉末移動發生聚集而導致其儲氫性能下降。綜上所述，本發明提供的抗氧化的儲氫合金粉末裝料方法對儲氫合金的應用具有重要的意義。

作為一個優選的方案，所述儲氫合金粉末為鎂基儲氫合金粉末(如Mg₂Ni合金粉)、釩基儲氫合金粉末、鈦系儲氫合金粉末(如V80Ti20合金粉)、鋯系儲氫合金粉末(如ZrNi合金粉)、稀土系儲氫合金粉末(如LaNi₅合金粉)中至少一種。這些儲氫合金粉末都是現有技術中常見的儲氫合金材料，都適應于本發明提供的裝料方法。

作為一個優選的方案，所述儲氫合金粉末為粒徑小于1mm的不規則顆粒。

作為一個優選的方案，所述聚合物溶液的質量百分比濃度為0.5％～10％。聚合物溶液濃度過稀則難以在儲氫合金粉末表面形成連續均勻的膜層，而濃度過高則會在儲氫合金粉末形成局部過厚的膜層，影響其氫氣透過性能。

作為一個優選的方案，所述聚合物溶液中的聚合物為醋酸纖維(CA)、聚丙烯腈(PAN)、聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺(PI)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚丁二烯(PB)和聚氯乙烯(PVC)中至少一種。優選的聚合物本身穩定性好，具有一定的抗氧化性，同時其能夠在儲氫合金粉末表面形成均勻的包覆層，且對氫氣具有較高的選擇性和透過性。進一步優選為聚丁二烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈中至少一種。

作為一個優選的方案，所述聚合物溶液中的溶劑為四氫呋喃、乙醇、丙酮、二甲基亞砜、二甲基亞酰胺、環己烷中至少一種。優選的溶劑對選擇的聚合物溶解性較好，同時對固體儲氫材料的潤濕性能較好，從而有利于聚合物在固體儲氫材料表面均勻包覆。