[发明专利]基于镁的放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法

说明书

本发明公开一种基于镁的放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法。其中所述放氢材料包括氢化镁和催化剂，其中：所述催化剂包括氧化物、氯化物和氢化物中的至少一种；并且所述氢化镁与所述催化剂的质量配比为：所述氢化镁为1～50份，所述催化剂为1～30份。根据本发明的放氢材料具有可持续放氢、产氢量大、水解转化率高等特点。

技术领域

本发明总体涉及制氢技术领域。更具体地，本发明涉及一种基于镁的放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法。

背景技术

近年来，水解制氢作为一种新型实用的安全制氢技术，因其具有原料来源广泛、产氢量大、氢气纯度高、对环境没有危害等优点，受到了极大的关注，逐渐成为了各国学者争相研究的热点之一。NaBH₄的水解制氢工艺相对成熟，已经实现了为燃料电池快速提供氢气。但由于NaBH₄高昂的成本、催化剂易失效、水解产物NaBO₂回收再生率低等缺点，极大的限制了NaBH₄的商业化应用。

相比于硼氢化物，轻金属及其氢化物的发展则较为落后。Al虽然是地壳中储氢最丰富的金属元素，但受限于“Al循环”的能源效率问题，Al/H₂O制氢技术无法完全实现商业化。而一些氢化物如LiH，CaH₂等，虽然与水反应可快速放氢，但放氢过于猛烈且价格昂贵，因此逐渐淡出人们的视线。

从经济方面看，镁的储量丰富、价格便宜、工业生产技术成熟，适宜大规模生产与使用，因而成为一类具有重要实用价值和应用前景的储氢材料。然而，镁的水解产物Mg(OH)₂难溶于水，并且在水解反应初期形成的Mg(OH)₂层会覆盖在反应物的表面，且容易包覆住未反应的镁颗粒，从而严重破坏了水解反应的持续性，致使水解反应速率和转化率均较低。

发明内容

鉴于上面所提到的技术问题，本发明的技术方案在多个方面提供了一种基于镁的放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法。

根据本发明的第一方面，提供一种基于镁的放氢材料，包括氢化镁和催化剂，其中：所述催化剂包括氧化物、氯化物和氢化物中的至少一种；并且所述氢化镁与所述催化剂的质量配比为：所述氢化镁为1～50份，所述催化剂为1～30份。

根据本发明的一个实施例，所述氧化物包括金属氧化物和两性氧化物中的至少一种。

根据本发明的另一个实施例，所述氧化物在所述放氢材料中的质量含量为0.1％～10％。

根据本发明的又一个实施例，所述氧化物包括三氧化二铁、二氧化钛、三氧化二铝、氧化锌、二氧化锡、一氧化锡中的至少一种；所述氯化物包括氯化镁、氯化钠、氯化锰、氯化镍、氯化铝中的至少一种；所述氢化物包括氢化钙、氢化钛和硼氢化钠中的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述氢化镁的粒径为微米级。

根据本发明的另一个实施例，所述氢化镁的粒径尺寸为100μm以下。

根据本发明的又一个实施例，所述氢化镁的粒径尺寸为45～75μm。

根据本发明的一个实施例，所述氢化镁具有以镁为核心的核壳结构；和/或所述放氢材料具有核壳结构，其包括一部分所述氢化镁为核心，以及另一部分所述氢化镁与所述催化剂形成的外壳。

根据本发明的另一个实施例，所述放氢材料为粉剂、片剂、丸剂或者颗粒状形式。

根据本发明的又一个实施例，所述放氢材料为片剂。

根据本发明的一个实施例，所述片剂的直径为25mm以下，以及所述片剂的厚度为8mm以下。