[发明专利]一种易于水解的复合氢化镁制备方法、复合氢化镁、电池

说明书

本发明公开一种易于水解的复合氢化镁制备方法、复合氢化镁、电池，涉及水解制氢技术领域。在惰性气体保护氛围下，氢化镁和第二固体组份，在加入添加剂的情况下进行固态混合研磨，制备得到复合氢化镁。所述氢化镁与第二组份的质量比为1:10～1:1000，氢化镁与添加剂的质量比为10:1～1:20。惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种或几种混合物。采用本方法制备得到的氢化镁进行水解时，可有效减缓氢氧化镁对未水解氢化镁组份的包覆，有效的降低水解温度，有效增加氢化镁的转化率，提高制氢速率，并且反应产物可不引入第三杂质组份，利于后续固体产品的分离和回用，该方法工艺简单、容易操作、成本低。

技术领域

本发明属于水解制氢技术领域，尤其涉及一种易于水解的复合氢化镁制备方法、复合氢化镁、供氢燃料电池。

背景技术

目前，氢能，作为理想的二次能源之一，具有如下优点：(1)储量丰富且来源广泛；(2)氢的燃烧净热值高；(3)氢气燃烧产物为水，不会对环境造成影响，且产物水又可以作为氢气制备的原材料循环利用；(4)氢能的利用形式比较多，既可直接作为燃料释放热能，也可以用作基本原料参与化工生产。基于以上优势，氢能是替代化石燃料的理想选择。氢气的大规模使用需要解决氢气的制备、氢气的储存与运输、氢气的释放与使用等几方面的技术问题。目前氢气的制备技术较多，例如水电解制氢、化石燃料制氢、生物质制氢、氢化物水解制氢等。制备的氢气需运输至目的地才能够使用，氢化镁作为一种固体储氢材料具有Mg来源广泛、储氢密度大等优点，是一种具有发展潜力的固态储氢材料，可有效的储存氢气，实现氢气的安全运输。然而氢化镁在水解制氢过程中生成的氢氧化镁钝化层会包覆在氢化镁表面，阻止氢化镁与水进一步发生反应。目前报道有众多方法用于提高氢化镁的水解制氢性能。

第一种方法是通过机械研磨减小氢化镁的粒径，可有效增加氢化镁的表面积，使其与水快速反应。虽然研磨工艺对氢化镁的水解性能有明显改善，但研磨工艺下氢化镁的水解反应仍有中断现象，此外，随着水解时间增加，氢化镁反应性能也会随之衰减。

第二种方法是利用无机或有机酸直接溶解Mg(OH)₂包覆层，从而使氢化镁快速完全水解，但酸溶液引入会引起反应器发生不同程度的腐蚀，造成潜在危害。

第三种方法是利用盐溶液来提高其水解性能，该种方法可以在Mg(OH)₂钝化层上形成点状腐蚀，从而提高氢化镁的水解性能。以上方法为解决氢化镁包覆，提高氢化镁的水解制氢性能，提供了很好的解决途径，但仍面临着水解效率不高或不可避免的改善了水解溶液的性质等缺陷问题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术中，工艺繁琐、不容易操作、成本高。

(2)现有技术制备氢化镁中，氢化镁的转化率低，制氢速率低，并且反应产物引入第三杂质组份，不利于后续固体产品的分离和回用。

(3)现有技术，氢化镁的水解温度较高，一般需大于50℃。

解决以上问题及缺陷的难度为：氢化镁制备过程能耗较大，水解过程中不可避免的带入较大量的第三杂质组份，不利于后续产品的分离。

解决以上问题及缺陷的意义为：可在较低的温度下有效提高氢化镁的水解制氢气性能，解决氢化镁水解制氢过程中氢氧化镁对氢化镁水解的抑制作用，有效的增加水解效率和原料利用率。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种易于水解的复合氢化镁、制备方法及应用。所述技术方案如下：

该易于水解的复合氢化镁制备方法包括：

在惰性气体保护氛围下，氢化镁和第二固体组份，在加入添加剂的情况下进行固态混合研磨，制备得到复合氢化镁。

在一个实施例中，所述氢化镁与第二组份的质量比为1:10～1:1000，氢化镁与添加剂的质量比为10:1～1:20。