[发明专利]丰金属常温分解水或重水制氢或氘的方法

说明书

 技术领域

本发明涉及一种氢气或氘的制备方法，特別涉及铁，锰，铝，锌等四种丰金属在常温（10-60℃）条件下分解水或重水制纯氢或氘的方法。所制备的氢气不含有任何杂质，无需凈化，可直接供给燃料电池或氢燃引掣的能源。

    背景技术

世界上许多城市的空气污染是急待解決的问题，特別是人囗稠密或空气流通不畅的大中城市，问题更加突岀。污染的来源主要是交通尾气排放。例如2008年奧运会期间，北京市采取车辆限行，又补充部分氢燃共交车，立竿见影，北京天空呈现蓝天白云。

     氢燃动力是世界公认的高效率，低排放交通能源。当前，氢燃汽车技术己趋成熟，然而，氢气高昂的制造成本和储存运输问题亟待解决。这两个问题解决不了，氢动力汽车只能停留在试用阶段。

氢气的制取方法有多种，比较而言，只有分解水制氢才比较经济和可持续。但现有的分解水制氢的方法，如太阳能热化学循环法；利用生物质转化制氢方法等都存在一些缺陷。所以至今，市场上的氢气仍然用电解水制氢和分解天燃气制氢。前者耗电量较高；后者除消耗石化资源和仍排放温室气体外，制造工艺复杂，设备庞大，不宜分散小型化制氢。因而，釆用上述现行的工业制氢方法，氢气的储运问题仍然无法得到解决。

发明內容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种丰金属常温分解水或重水制氢或氘的方法，按照一定的三元体系配伍，在室温下安全制取氢气，使其具备产氢突发性或称瞬时性，并提高丰金属的转化率。

本发明的技术方案如下：

丰金属常温分解水或重水制氢或氘的方法，其特征在于：常温下，将A，B和C三种组分按照摩尔比A：B：C= 1：50~10000：0.01~0.9 的比例在容器中搅拌制得氢气或氘；

其中，A组分：锰，铁，铝，锌之一或其两种以上以任意比例之混合物；

B组分：制氢时为水或通式 R(OH)n的醇；制氘时为重水；

C组分：催化剂；

所述催化剂是下列十五种金属离子的盐类之一或所述金属离子的盐类之中两种以上以任意比例的混合物：铜，铁，锡，铬，钼，鈦，钒，铌，镍，钴，锆，锰，锌，铟， 铝；或者是钼酸钠；或者是钼酸铵。

本发明的积极效果在于： 

第一、本发明所选用的铁，锰，铝，及锌等四种丰金属，既与水反应速度较快，产氢速度高，又对环境和人类友好，并且在地壳中的丰度较高且易于获取。本发明的三元制氢体系具有在常温（10-60℃）条件下产氢的特征。

第二、本发明的三元制氢体系具有丰金属高转化率的特征，例如在室温30℃开始制氢反

应，由于反应放热，在良好保温条件下体系能够自动升温。对于间歇反应而言，只有到反应末期，为了提高丰金属的转化率需外界稍给一点热量，以促进剩余的少量丰金属转化。

第三、本发明的三元制氢体系具有产氢的突发性。在适合的A/B/C配比情况下， 控制间歇反应温度为60℃， 反应两分钟丰金属的转化率可达45-50%。

第四、本发明的三元制氢体系产生的氢气为不含任何杂质的纯氢。既不需净化CO或CO2， 也不必氢氧分离，可直接用于作为燃料电池的能源。

第五、本发明的三元制氢体系具有制氢工艺和设备简单；操作容易；无污染；生产规模可大可小，以及投资少的特点。能够将本发明制氢方法的生产氢气之装置建在分散于各地的加氢站，有利于实现在加氢站边制氢边给汽车充氢。从而解决了现有技术存在的从制氢总厂到各地加氢站的氢气运输和加氢站必须儲存大量高压氢气的技术问题，达到降低制氢成本之目的。

第六、本发明的三元制氢体系具有对反应压力不敏感的特点，可减少制氢装置的占地，为将本发明制氢方法的制氢装置搬上汽车的后续研发打下了技术基础。

笫七，本发明的三元体系组合物， 用重水替代水， 同样可在常温下制造氘。

附图说明

图1是本发明实施例一，Mn/H2O/Fe3+ 三元体系分解水生成的气体产物的气相色谱图（氢气的GC-950气相色谱图）。由图1可见: 保留时间为1.511分钟的峰是氢气； 氢含量达98.1%. 保留时间2.990分钟者是氧气；保留时间为3.182分钟者是氮气； 按峰面积比O2:N2 = 1；4.6。