氢化镁复合材料及其制备方法和应用、制氢方法技术

本发明专利技术涉及制氢技术领域，具体而言，涉及一种氢化镁复合材料及其制备方法和应用、制氢方法。氢化镁复合材料包括氢化镁、石墨、氧化铝、柠檬酸和硫酸铝，其中，氢化镁、柠檬酸、石墨与氧化铝的质量比为(85～92)：(2～6)：(1～4)：(1～2.5)，硫酸铝与氢化镁、柠檬酸、石墨和氧化铝总质量的质量比为(1～10)：100。上述氢化镁复合材料能够确保制氢反应的持续性和稳定性，以提高制氢产量及制氢速率。以提高制氢产量及制氢速率。以提高制氢产量及制氢速率。

【技术实现步骤摘要】
氢化镁复合材料及其制备方法和应用、制氢方法


[0001]本专利技术涉及制氢
，具体而言，涉及一种氢化镁复合材料及其制备方法和应用、制氢方法。

技术介绍

[0002]氢能具有能量密度高、燃烧热值高的特点，在能源结构优化过程中，得到广泛研究，而且氢能燃烧的产物是水，对环境没有任何影响。目前，主要通过天然气、蒸汽甲烷重整制氢和电解水制氢。然而前两种制氢工艺主要是通过断裂C
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H制氢，仍然需要利用化石能源作为原料，制备时也会排放CO2，并没有实现真正意义上的能源节约和保护环境的目的。电解水制氢反应是一个高耗能过程，需要电力系统的辅助以及需要高性能催化剂的匹配。此外这类方法产生的氢气需要经过液化处理并存储于存储罐中，导致氢能的工业化应用受阻。
[0003]氢化镁(MgH2)作为一种固体储氢材料具有原料来源广泛、储氢密度大等优点而成为具有发展潜力的固态储氢材料。然而，目前对于氢化镁制氢的研究对制氢反应持续性、稳定性的研究十分匮乏，比如氢化镁在水解制氢过程中生成难溶于水的产物Mg(OH)2，Mg(OH)2会形成钝化层包覆未反应的MgH2颗粒，从而严重破坏了水解反应的持续性，致使反应速率较低，同时需要消耗大量的水来促进该水解反应，造成了氢化镁制氢技术的不持续性问题，极大的限制了该技术的工业化。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种可以提高制氢反应持续性、稳定性，从而提高产氢量及产氢速率的氢化镁复合材料及其制备方法和应用、制氢方法。
[0005]本专利技术一方面，提供一种氢化镁复合材料，其包括氢化镁、石墨、氧化铝、柠檬酸和硫酸铝，所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨与所述氧化铝的质量比为(85～92)：(2～6)：(1～4)：(1～2.5)，所述硫酸铝与所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨和所述氧化铝总质量的质量比为(1～10)：100。
[0006]在其中一个实施例中，所述硫酸铝与所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨和所述氧化铝总质量的质量比为(5～10)：100。
[0007]在其中一个实施例中，所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨与所述氧化铝的质量比为(90～92)：(4～6)：(2～4)：(1.5～2.5)。
[0008]在其中一个实施例中，所述氧化铝的粒径为100μm～500μm。
[0009]本专利技术一方面，还提供一种上述所述的氢化镁复合材料的制备方法，其包括将所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨、所述氧化铝和所述硫酸铝置于保护气体中进行混合的步骤。
[0010]在其中一个实施例中，混合所采用的方法为研磨和/或球磨。
[0011]在其中一个实施例中，所述研磨的时间为30min～90min，所述球磨的转速为
200rpm～500rpm，时间为30min～90min。
[0012]本专利技术另一方面，进一步提供一种制氢方法，其包括以下步骤：
[0013]将上述所述的氢化镁复合材料置于水中。
[0014]在其中一个实施例中，所述氢化镁复合材料与所述水的质量体积比为0.01g/mL～0.05g/mL。
[0015]在其中一个实施例中，所述水包括气态水和液态水中的至少一种。
[0016]本专利技术再一方面，提供一种燃料电池，所述燃料电池中燃料的制备原料包括上述所述的氢化镁复合材料。
[0017]上述氢化镁复合材料中，氢化镁具有原料来源广泛、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。柠檬酸的加入可以降低反应体系的pH值，从而能够促进水解反应的正向进行；石墨能够在氢化镁粉末之间构建反应通道，从而可以对氢化镁起到分散作用，避免了氢化镁在反应时容易团聚粘结的问题，同时构建的反应通道也能够很好的散发水解反应所产生的热量，并且能够使水溶液和氢化镁更加充分的接触，从而使水解反应更充分；氧化铝可以使上述反应通道具有更大的空隙和通道，以防止反应产物氢氧化镁和反应物氢化镁之间团聚结块，便于氢氧化镁的分离；硫酸铝在水中也可以水解，使溶液呈现酸性，从而能够对水解产物氢氧化镁起到腐蚀作用，而且硫酸铝水解所产生的溶胶状氢氧化铝能够对悬浮于溶液中的氢氧化镁产生絮凝作用，可以进一步有效地将氢氧化镁进行絮凝沉淀，从而易于分离氢氧化镁，进而显著改善了水解制氢的持续性和稳定性，从而提升了制氢产量和制氢速率。而且硫酸铝的加入相较于传统的制氢材料，制备相同量的氢气所用的水量更低。上述氢化镁复合材料有效提高了氢化镁在水中的反应活性，使其在常温或低温下即可与水发生反应且反应速率可控。
[0018]此外，上述氢化镁复合材料的制备工艺简单、原料易得、成本低、安全性高，可以满足大规模制氢工业化的需求。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术一个实施例中制得的氢化镁复合材料长时间制氢效果图。
具体实施方式
[0021]现将详细地提供本专利技术实施方式的参考，其一个或多个实例描述于下文。提供每一实例作为解释而非限制本专利技术。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，可以对本专利技术进行多种修改和变化而不背离本专利技术的范围或精神。例如，作为一个实施方式的部分而说明或描述的特征可以用于另一实施方式中，来产生更进一步的实施方式。
[0022]因此，旨在本专利技术覆盖落入所附权利要求的范围及其等同范围中的此类修改和变化。本专利技术的其它对象、特征和方面公开于以下详细描述中或从中是显而易见的。本领域普通技术人员应理解本讨论仅是示例性实施方式的描述，而非意在限制本专利技术更广阔的方
面。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
[0025]本专利技术一方面，涉及一种氢化镁复合材料，其包括氢化镁、石墨、氧化铝、柠檬酸和硫酸铝，其中，氢化镁、柠檬酸、石墨与氧化铝的质量比为(85～92)：(2～6)：(1～4)：(1～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢化镁复合材料，其特征在于，包括氢化镁、石墨、氧化铝、柠檬酸和硫酸铝，所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨与所述氧化铝的质量比为(85～92)：(2～6)：(1～4)：(1～2.5)，所述硫酸铝与所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨和所述氧化铝总质量的质量比为(1～10)：100。2.根据权利要求1所述的氢化镁复合材料，其特征在于，所述硫酸铝与所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨和所述氧化铝总质量的质量比为(5～10)：100。3.根据权利要求1所述的氢化镁复合材料，其特征在于，所述氢化镁、所述柠檬酸、所述石墨与所述氧化铝的质量比为(90～92)：(4～6)：(2～4)：(1.5～2.5)。4.根据权利要求1～3任一项所述的氢化镁复合材料，其特征在于，所述氧化铝的粒径为100μm～500μm。5.一种如权利要求1～4任一项所述的氢化镁复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，操海峰，王彦皓，康忠，任伟，
申请(专利权)人：蓝海易氢动力青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：