[发明专利]一种铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金和智能路灯

说明书

本发明属于合金材料领域，公开了一种铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金，包括60‑70wt％的Al、10‑20％的Mn、余量的纳米零价铁；所述的纳米零价铁通过铁盐或亚铁盐与具有还原性的植物提取液反应制得。同时本发明还公开了采用这种合金作为制氢剂的智能路灯。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，具体涉及一种铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金和智能路灯。

背景技术

铝在地壳中含量仅次于氧和硅，占整个地壳总重量的7.45％，是地壳中含量最丰富的金属。铝的密度仅为2700kg/m3，能量密度高达29MJ/Kg，是一种很有前景的储能和能量转换材料；由于铝的化学性质活泼，常温下就能在溶液中发生自腐蚀析氢反应，因此人们开始研究用金属铝制备氢气。但是铝具有很强的亲氧性[2]，能够在表面形成一层致密的氧化膜，将会阻止其水解反应。各国研究者尝试过许多方法来改善铝水解制氢的反应过程，其中效率最高的是通过制备铝基合金来水解制氢。目前的铝基合金主要有铝锡合金、铝铟合金、铝铋合金、铝锶合金、铝镓合金和铝锂合金。

铝和上述金属掺杂形成合金的主要目的在于通过其他高活性的合金金属，以提高铝表面生成的氧化膜阻碍铝的水解反应的进行。

有研究表明，采用NaCl可以阻止反应过程中的氧化膜的形成，但是NaCl的用量要达到60％以上才有效果，这样导致原料过大过重，产业化的意义不大。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金；这种合金采用零价铁作为阻止氧化膜形成的重要材料，通过铝和锰形成高活性的合金金格，提高整个反应活性，避免氧化膜的形成。同时本发明还公开了一种智能路灯。

本发明的具体方案如下：一种铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金，包括60-70wt％的Al、10-20％的Mn、余量的纳米零价铁；

所述的纳米零价铁通过铁盐或亚铁盐与具有还原性的植物提取液反应制得。

在上述的铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金中，包括64-67wt％的Al、13-15％的Mn、余量的纳米零价铁。

在上述的铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金中，所述的制氢合金通过机械球磨法制备得到。

在上述的铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金中，所述的制氢合金通过以下步骤制备得到：

步骤1：机械球磨；

步骤2：加压成型；

步骤3：粉碎成为颗粒。

在上述的铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金中，所述的纳米零价铁的制备方法为：

将水葫芦提取液与铁盐或亚铁盐在以一定的体积比在保护气体的保护下混合反应，搅拌状态下溶液颜色由黄绿色变为黑色，得到含有修复材料的溶液，将生成的材料离心分离，离心得到的材料洗涤、干燥后，得到棕黑色固体，即绿色合成的纳米零价铁。

在上述的铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金中，所述的步骤2的加压压力在5-10吨。

在上述的铝锰合金掺杂纳米零价铁的制氢合金中，所述的步骤1中球磨采用行星球磨机，球料比为12：1；钢球中包含1个30g的钢球、3个20g钢球、3个10g钢球；15个5g钢球；球磨时间为1-2h；球磨机转速为50Hz。

同时，本发明还公开了一种智能路灯，包括发电单元，所述的发电单元采用燃料电池发电，燃料电池的氢源通过如上述的制氢合金作为制氢剂制备得到。

在上述的智能路灯中，所述的发电单元包括依次连接的氢气发生器、氢气流量过滤器、氢缓存罐、燃料电池、蓄电池、稳压装置、电控电源；所述的电控电源与智能路灯的用电机构电连接。