[发明专利]一种锂钠双碱金属铝氢化合物及其合成方法

说明书

本发明公开了一种锂钠双碱金属铝氢化合物及其合成方法。该锂钠双碱金属铝氢化合物具有单一立方结构，其化学式为Li_xNa_3‑xAlH₆，x＝0.9～1.3。该锂钠双碱金属铝氢化合物的配比储氢容量高，吸氢速率快。所述锂钠双碱金属铝氢化合物的制备方法包括以下步骤：将Li₃AlH₆与Na₃AlH₆按摩尔比0.9:2.1～1.3:1.7混合，经400rpm～500rpm转速球磨10～30h制得Li_xNa_3‑xAlH₆，x＝0.9～1.3，该结构中Li原子和Na原子占据AlH₆八面体的间隙，随着Li原子与Na原子比例不同Li原子和Na原子相互置换。此方法简单易行，适用于大批量商业生产，最优配比储氢容量高，初始脱氢温度低，吸氢速率明显提高。

技术领域

本发明涉及锂钠双碱金属铝氢化合物及其合成方法，属于储氢材料领域。

技术背景

随着人类社会的飞速发展，能源越来越成为制约人类持续发展的瓶颈。传统的能源材料主要是化石能源石油、煤炭、天然气等等。然而，随着此类能源材料的长期使用，自然环境也遭到了严重的破坏。酸雨、雾霾、温室效应等等都与传统能源材料的使用有着密不可分的联系，人类赖以生存的环境时刻遭受着威胁。虽然风能、太阳能等可再生能源在一定程度上缓解了化石能源给环境带来的压力，但是大部分可再生能源不能够直接满足人类社会对能源的需求。

氢能无疑是一种热值高、无污染、可循环使用的绿色能源，为人类长期持久发展和生存提供了可能。氢能在机动车、航空等产业有着不可估量的前景。氢气储存有气态高压储氢、液态低温储氢、固态储氢等技术方式，其中，固态储氢是一种利用储氢材料与氢气反应生成固溶体和氢化物的化学储氢技术，与前两种物理储氢技术相比，具有储氢密度大、运输方便安全的优势，越来越受到人们的重视和青睐。其中，轻金属配位氢化物储氢体系如硼氢化物体系、铝氢化物体系、氨基化物体系等，由于都是由轻质元素组成，其理论储氢容量要比其他传统的固体储氢合金高很多，而且具有相对较低的放氢分解温度，是近年来固态储氢材料领域的主要研究方向。

其中尤其以铝氢化物体系实用化最为可观。然而LiAlH₄不可逆，NaAlH₄虽然可逆但是其吸氢动力学性能较差，可逆条件较为苛刻，成为制约其推广应用的瓶颈。LiNa₂AlH₆可逆性好，然而其初始脱氢温度相对较高，脱氢速率有待改善。

发明内容

技术问题：本发明目的是提供一种锂钠双碱金属铝氢化合物，该化合物储氢容量高，初始脱氢温度低，吸氢速率明显提高。

本发明的另一个目的是提供一种锂钠双碱金属铝氢化合物的合成方法，该方法简单易行，适用于大批量商业生产。

技术方案：本发明提供了一种锂钠双碱金属铝氢化合物，该锂钠双碱金属铝氢化合物的化学式为Li_xNa_3-xAlH₆，x＝0.9～1.3，具有单一立方结构，该结构中Li原子和Na原子占据AlH₆八面体的间隙；随着Li原子与Na原子比例不同，Li原子和Na原子相互置换。

其中：

所述的化学式为Li_xNa_3-xAlH₆性能最优为Li_1.3Na_1.7AlH₆。

所述的锂钠双碱金属铝氢化合物的初始脱氢温度为150℃～250℃，1000s吸氢容量为2.0wt％～2.25wt％，300℃的脱氢量为3.0wt％～3.45wt％。