[发明专利]一种提高MgH2

说明书

本发明属于能源化学技术领域，具体为一种提高MgH₂材料水解制氢速率的方法。本发明将MgH₂材料与含有金属离子的水溶液在室温下通过水解反应，制取氢气；其中，所述金属离子水溶液为金属离子的盐酸盐或硫酸盐溶液；所述金属离子为Fe³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺或Cu²⁺金属离子；阴离子主要为Cl^‑或SO₄^2‑，金属离子与阴离子浓度之比为所带电荷数的反比。本发明能够显著提高MgH₂的水解放氢速率（最高提升近500倍）；并且在较短时间内提高MgH₂水解反应程度。水解产生的水解产物均为难溶于水的氢氧化物沉淀，环境友好，且可作为工业原料直接回收再利用。

技术领域

本发明属于能源化学技术领域，具体涉及一种提高MgH₂材料水解制氢速率的方法。

背景技术

面对化石燃料的枯竭和严重的环境污染问题，人类社会必须开发可替代的清洁能源。氢气具有高效、清洁无污染的优点，这使其成为替代传统化石燃料最有希望的新能源之一。要想实现氢能的应用，除了制氢和用氢，还必须要解决氢气的存储问题。MgH₂，作为一种常见的储氢材料，由于具有高的储氢密度、原料来源广泛、成本较低、质量较轻等特点而备受研究者关注。MgH₂自身具有7.6 wt%的氢含量，但是当MgH₂应用到水解放氢中时，考虑到水解过程中H₂O对放氢的贡献，MgH₂的水解产生的理论放氢量可达15.2 wt%（不包括水的质量），且由于其水解产物 Mg(OH)₂难溶于水，易于分离，MgH₂水解制氢在实际应用方面有着得天独厚的优势，具有较为广阔的应用前景。

MgH₂水解反应方程式如下所示：

MgH₂+2H₂O=Mg(OH)₂+2H₂↑△H = －277 kJ/mol（1）

从反应式可以看出，随着MgH₂的水解，逐渐会生成难溶解的Mg(OH)₂，这些难溶解的Mg(OH)₂会附着在MgH₂表面，阻碍水与未反应的MgH₂的接触，从而抑制了水解的进一步进行，因此，如何有效解决Mg(OH)₂钝化层对于MgH₂水解的抑制作用成为了提高MgH₂水解效率的关键。

直至目前，提高MgH₂水解效率的方法主要有：球磨、与其他材料复合、调节溶液的pH值、超声、添加各种添加剂等等。其中，球磨可以减小MgH₂材料的微观尺寸，提高其比表面积，比表面积增大，水解速率和水解程度会得到相应的增大，但是球磨的改善程度有限；调节pH值和超声都是通过破坏MgH₂表面形成的Mg(OH)₂钝化层来提高水解速率和反应程度，这一方法会使成本增大，同时要面对反应器械的腐蚀性以及操作的危险性；利用复合材料和添加剂等外加材料的作用来促进MgH₂水解，存在增大成本、产物难以回收等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境要求低、原料廉价易得的提高MgH₂材料水解制氢速率的方法。

本发明提供的提高MgH₂材料水解制氢速率的方法，具体步骤为：