[发明专利]一种改性硼氢化铝储氢材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源材料领域，特别涉及一种改性硼氢化铝储氢材料及其制备方法。

背景技术

人们把能源、材料、信息和生物技术看做是近代社会发展的四大支柱。其中能源可以说是最基本的物质基础。能源历来是人类文明的先决条件。纵观古今，人类社会的一切活动都离不开能源，从衣食住行，到文化娱乐，都要直接或间接地消耗一定数量的能源。当前，在世界新科技尽命的浪潮中，虽然信息产业、生命科学和纳米科技正在以惊人的速度迅猛发展，但它们均以能源为基础，而且能源对世界经济的影响仍占第一位。

氢作为世界上最干净的能源，是一种极为优越的新能源。世界各国都什么重视以氢作为能源载体的清洁再生能源技术，尤其是高容量的储氢材料。现有技术中，储氢技术中的液氢、轻质高压容器以及金属氢化物系统均已在燃氢汽车或电动汽车上成功运行。上述三种储氢系统中固态储氢材料的安全性好、体积储氢密度最高，但传统金属氢化物有的无法满足储氢密度要求，有的则需要较高的温度才可有效吸放氢，这些均限制了其实际应用。

发明内容

针对上述现有技术中传统金属储氢材料存在的上述不足，本发明的目的是提供一种改性硼氢化铝储氢材料及其制备方法，以较为简便的方法改善金属储氢材料的储氢密度和吸放氢所需温度，使其更好的适应实际应用。

为实现本发明目的技术方案如下：

一种改性硼氢化铝储氢材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将聚四氟乙烯、EDTA、镍粉、锆粉按重量比1:2-4:3-7:2-6混合后置于管式炉中，采用氩气气氛保护，气体流速为100-300mL/min，以3-6℃/min速率将温度从室温升至600-800℃，保持反应1-2h，在氩气氛围中降温到室温，即可得到粉末状混合体；

S2：按质量比1:2-5称取步骤S1中所述粉末状混合体和硼氢化铝，将两者均匀混和后在高纯氢气条件下进行机械球磨即可得到储氢材料；其中，球磨时间为2-5h，充氢保护压力为1.0-2.5MPa，转速为400-600r/min。

优选的，步骤S1中所述聚四氟乙烯、EDTA、镍粉、锆粉的重量比为1:3:5:4。

优选的，步骤S1中气体流速为250mL/min，以4℃/min速率将温度从室温升至700℃，保持反应1.5h。

优选的，步骤S2中所述粉末状混合体和硼氢化铝的质量比为1:3.5。

优选的，步骤S2中所述球磨时间为4h，充氢保护压力为2MPa，转速为550r/min。

上述任意一条所述方法制备得到的改性硼氢化铝储氢材料。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明所述一种改性硼氢化铝储氢材料的制备方法，通过球磨方法将镍/锆粉末混合体均匀分布在硼氢化铝间，整体颗粒尺寸为100nm以下，使得该体系的放氢热力学性能得到显著改善。本发明所述储氢材料无需活化过程，可直接进行储氢性能测量，其在180℃时10秒钟即可放出高达8％以上的氢气，相比现有技术中需高于300℃，具备良好的中低温放氢性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

S1：将聚四氟乙烯、EDTA、镍粉、锆粉按重量比1:2:3:2混合后置于管式炉中，采用氩气气氛保护，气体流速为300mL/min，以3℃/min速率将温度从室温升至800℃，保持反应1h，在氩气氛围中降温到室温，即可得到粉末状混合体；

S2：按质量比1:2称取步骤S1中所述粉末状混合体和硼氢化铝，将两者均匀混和后在高纯氢气条件下进行机械球磨即可得到储氢材料；其中，球磨时间为2h，充氢保护压力为1.0MPa，转速为400r/min。

经检测，该储氢材料的初始放氢温度为60℃，于180℃时10s内可放氢7.2wt％。

实施例2

S1：将聚四氟乙烯、EDTA、镍粉、锆粉按重量比1:4:7:6混合后置于管式炉中，采用氩气气氛保护，气体流速为100mL/min，以6℃/min速率将温度从室温升至600℃，保持反应2h，在氩气氛围中降温到室温，即可得到粉末状混合体；

S2：按质量比1:5称取步骤S1中所述粉末状混合体和硼氢化铝，将两者均匀混和后在高纯氢气条件下进行机械球磨即可得到储氢材料；其中，球磨时间为5h，充氢保护压力为2.5MPa，转速为600r/min。

经检测，该储氢材料的初始放氢温度为52℃，于180℃时10s内可放氢7.9wt％。

实施例3