氢储存和输送的方法和装置制造方法及图纸

涉及氢产生的方法、装置和组合件。系统（５０）包括具有产生用于产生能量的氢的装置（５２）的车辆（５４）、服务站（５８）和运输工具（６０）。将氢产生化合物（６２）（例如有机硫醇）从服务站（５９）转移到位于车辆（５４）内部的装置（５２）的储罐（６４）上。在需要时，使化合物（６２）与金属基材（６６）反应产生氢气和用过的化合物和／或结合到金属基材（６６）的Ｒ－Ｘ化合物（例如有机硫醇盐）。氢气可被输送到氢消耗装置（５６）用于产生车辆（５４）操作时所用的能量。通过从能源施加能量可从金属基材（６６）分离结合到金属基材（６６）的Ｒ－Ｘ化合物产生用过的化合物（６８）（例如二聚物Ｒ－Ｘ－Ｘ－Ｒ）。用过的化合物（６８）可被储存在储罐（７０）中并通过运输工具（６０）运输到服务站（５８）进行再生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请交叉参考本申请按照35U.S.C§119(e)要求2003年11月26日提交的美国序列号60/525422的优先权权益，本文引入其全部内容作为参考。
技术介绍
专利
本专利技术一般涉及氢储存、产生和产生能量的应用，更具体地涉及由可再用氢产生化合物产生氢的方法和将用过的化合物再生成适于氢产生的形式的方法，以及产生氢的装置和组合件。背景信息“氢经济”为其中大部分能量产生通过使用氢作为燃料发生的经济。基于氢燃料的经济特别有吸引力和合乎需要，因为其预示着丰富和环境清洁的能源。例如，燃料电池技术继续发展，并提供了以有效的方式将氢和氧(例如空气)转化成能量如电能而只释放水的可能性。但是，转变为基于更多氢燃料的系统需要从世界范围的石油化学生产和输送基础设施转变和转化到基于氢燃料的系统。氢储存和生产源正不断被发现，技术也在进步，生产氢燃料的成本不断下降。但是，这些技术进步的有效利用和到基于更多氢燃料的系统的转变受到目前可用的氢储存和生产源严重限制。目前的技术严重缺乏例如储存和输送氢到需要氢消耗的位置的有效和实用手段。目前可用的储存和输送氢燃料的方法包括例如压缩氢、液化氢、物理金属氢化物储存、化学氢化物储存、纳米管储存和其它一些。压缩和液化储存主要受能量密集且因此昂贵的压缩氢所需的方法以及储存压缩/液化氢所需的笨重槽的限制，当在移动车辆或汽车上时，这可能存在严重的爆炸危险。氢化物储存有前途，但目前的方法极其昂贵，并对于在车辆上的实际应用来说太笨重。例如，估计容纳小于2克氢的小金属氢化物容器重230克。因此，储存8升或2美国加仑的汽油的等价物时将需要重达200千克或440磅的氢化物储存器，这使这类氢储存不实用，例如对于汽车应用(参见例如Bossel等人，2003年4月报告“The Future of the Hydrogen EconomyBright or Bleak？”)。不幸地是，还没有发现廉价但有效和轻质且在氢动力车辆上实用的装置和方法。因此，存在对用于轻质和有效氢储存的方法和装置的需要，它们适用于在氢动力车辆上在需要时产生氢来产生能量。专利技术概述本专利技术部分上基于这种发现，即特定化合物适用于化学储存氢，并可在需要时用于产生数量足以用于产生能量的氢。本专利技术还描述了将用过的化合物再生成适合于氢产生的富氢形式，并按照描述的方法再用于氢产生。因此，本专利技术涉及使用产生的氢产生能量的方法，是通过使能产生氢并具有式R-XH的液体化合物与金属基材反应产生氢气；和利用氢气产生能量。表示为R的化学基团包括例如选自烷基、杂烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷基、杂环基、烷芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、亚芳基、氧亚芳基和它们的组合中的部分。另外，X可包括硫、氧、硒或氢。适于与液体化合物反应产生氢的金属基材可包括例如金、银、铂、铜和汞，以及被处理除去表面氧化物涂层的金属。金属基材可包括纯金属基材以及金属的混合物，如金属合金和涂有金属的聚合物。该方法还包括利用氢气产生能量。氢气的利用可包括例如在燃烧发动机、燃料电池或任何其它氢消耗装置中消耗氢气。本专利技术还涉及储存和产生用于产生能量的氢的方法。在一种实施方案中，通过使能产生氢并具有式R1-XH的液体化合物与金属基材反应来产生氢气和结合到金属基材的R1-X和利用氢气来实现储存和产生氢的方法。基团R1包括例如选自烷基、杂烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷基、杂环基、烷芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、亚芳基、氧亚芳基和它们的组合中的部分。另外，X可包括硫、氧或硒。适于与液体化合物反应产生氢的金属基材可包括例如金、银、铂、铜和汞，以及被处理除去表面氧化物涂层的金属。金属基材可包括纯金属基材以及金属的混合物，如金属合金。收集氢气可包括例如在装置如燃烧发动机或燃料电池中消耗氢气。方法还可包括从金属基材分离R1-X产生用过的化合物。用过的化合物可包括例如二聚物，如具有式R1-X-X-R1的化合物。从金属基材分离R1-X化合物的各种方法都适合于本专利技术的方法，包括通过施加能源到结合的R1-X化合物上。分离R1-X化合物可包括例如加热结合到金属基材上的R1-X化合物和/或使结合到金属基材上的R1-X化合物接触紫外(UV)光，以及使化合物接触电流。本专利技术还部分上基于再生用于产生氢的用过的化合物(例如二聚物)的氢产生容量的能力。因此，在一种实施方案中，储存和产生氢的方法还包括使用过的化合物与氢反应产生具有式R1-XH的化合物，借此将用过的化合物再生成适合于氢产生的形式(例如从用过的化合物再生能产生氢的化合物)。由用过的化合物再生氢产生化合物的各种方法在本专利技术的方法中都是有用的，包括例如使用过的化合物与氢通过催化氢化过程反应。产生用于产生能量的氢的步骤和再生用过的化合物的步骤可在相同位置或靠近位置处发生。或者，氢产生步骤和用过的化合物再生步骤可在不同的位置处进行。例如，氢产生步骤可发生在汽车中，而用过的化合物再生步骤可发生在汽车外或与汽车分开，包括例如在从汽车除去用过的化合物后。在氢产生发生在固定单元如建筑物(例如住宅、商店、居所等)时，再生也可发生在建筑处，如在建筑内并靠近建筑内氢产生位置的位置处，或可发生在与建筑不同的位置处。根据本专利技术的方法，还可通过氢产生化合物的烃部分的脱氢产生氢，其中在使化合物与金属基材反应时发生脱氢。因此，在本专利技术的另一实施方案中，通过使能产生氢并具有式R1-XH的液体化合物与金属基材反应产生氢气和用过的化合物来完成储存和产生用于产生能量的氢的方法。用过的化合物可包括例如具有式R2-XH，其中R2相对于R1被脱氢；R3＝X，其中R3相对于R1被脱氢；或它们的组合的化合物。根据本专利技术的这种实施方案，R1、R2和R3中的每一个都为独立选自烷基、杂烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷基、杂环基、烷芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、亚芳基、氧亚芳基和它们的组合中的部分。另外，X选自硫、氧、硒和氢。与上面类似，适于本专利技术方法的金属基材包括例如金、银、铂、铜和汞，以及被处理除去表面氧化物涂层的金属，并可包括例如纯金属基材以及金属的混合物，如金属合金。根据本专利技术的方法，能产生氢的液体化合物适于再使用，因为用过的化合物能被再生成适于氢产生的形式。因而，本方法还包括使用过的化合物与氢反应产生具有式R1-XH的化合物，借此由用过的化合物再生能产生氢的化合物。产生氢和再生用过的化合物的步骤可发生在例如靠近的位置处(例如在同一装置内)或在不同的位置处。本专利技术还涉及产生用于产生能量的氢的装置。在一种实施方案中，装置包括适于容纳能产生氢并具有式R-XH的液体化合物的储罐，其中R为选自烷基、杂烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷基、杂环基、烷芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、亚芳基、氧亚芳基和它们的组合中的部分；X选自硫、氧和硒。装置还包括适于与液体化合物反应产生结合到金属基材上的R-X化合物和氢气的金属基材。装置另外可包括能从金属基材分离R-X化合物产生用过的化合物的能源。用过的化合物可包括例如二聚物，如具有式R-X-X-R的化合物。能源可包括例如热源或UV光源。在本专利技术的另一实施方案中，产生用于产生能量的氢的装置包括适于容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生能量的方法，包括：　　　　使能产生氢并具有式Ｒ－ＸＨ的液体化合物与金属基材反应产生氢气，和利用氢气产生能量；　　　　其中Ｒ为选自烷基、杂烷基、链烯基、取代链烯基、炔基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷基、杂环基、烷芳基、芳烷基、芳烯基、芳炔基、亚芳基、氧亚芳基和它们的组合中的部分；Ｘ选自硫、氧、硒和氢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BD拉特纳，ED内米，
申请(专利权)人：阿森布朗公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]