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用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂及其制备方法与应用技术

技术编号:41177538 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-07 22:13
本发明专利技术公开了一种用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂及其制备方法与应用,采用氨硼烷作为反应物,与活性炭载催化剂、添加剂混合压制成产氢颗粒。其中活性炭可以吸附未处理水源中的杂质,添加剂可以提升水源品质,同时由于产氢颗粒与水的接触面积和反应速度受控,从而避免体系升温造成的水中挥发性杂质,获得高纯氢气。本发明专利技术的制备方法简单,对水源适应性强,可以在江河地表水、海水、尿液等广泛水源作用下制备氢气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制氢方法,尤其是一种用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂及其制备方法与应用


技术介绍

1、氢气作为一种高能量密度燃料,联合燃料电池使用时具有直接提供电能、低噪音、高效率、无污染等优势,被认为是未来最具有应用前景的功能系统。随着氢燃料电池等用氢装备的发展,如何为装备提供获取便携、稳定、高效的氢源成为研究者和使用者关注的热点问题。

2、现阶段,氢气供应主要包括高压气瓶、储氢合金和化学反应供氢三种形式。其中,高压气瓶和储氢合金供氢存在储氢密度低,系统体积大等缺点,不能满足高能量密度储氢的需求。化学反应供氢主要包含甲烷裂解制氢为代表的分解制氢和硼氢化钠水解制氢为代表的水解制氢方式,分解制氢装置体积大、反应温度高,只适合固定式供氢,而以硼氢化钠水解、氢化镁水解为代表的水解制氢具有储氢密度高,易小型化等优点,特别适合作为便携是氢源为氢能装备供氢。但是水解制氢过程使用的硼氢化钠、氢化镁等化合物稳定性差,同时反应放氢过程剧烈放热,为了获取高纯度氢气往往需要与高纯度水反应。然而在实际使用过程中,特别是在野外条件下,使用者很难提供高纯水源,因此需要开发一种可以适应自来水地表江河水、海水、尿液等未经处理的广泛水源的制氢方法。


技术实现思路

1、本专利技术主要解决现有化学水解供氢方式需要高纯水源才能获取高纯氢气的问题,提供了一种可以适应江河地表水、海水、尿液等广泛水源的用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂及其制备方法与应用。本专利技术将氨硼烷、活性炭载催化剂与添加剂按照比例充分混合,压制成固体反应颗粒。反应颗粒中的碳载体可以吸附水源中的杂质,添加剂可以阻止杂质附着催化剂,同时由于氨硼烷、催化剂和水源三者的接触面积受控,从而保证反应放热,从而避免水源中杂质对制氢效率和纯度的影响。通过此方法,可以使用自来水、地表水、海水、雪水、尿液等广泛水源作为制氢水源,获得高反应转化率和高纯度氢气。

2、本专利技术是这样实现的,一种用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,包括以下步骤:

3、(1)将氨硼烷、活性炭载催化剂和固体路易斯酸添加剂按照1:(0.05~0.1):(0.05~0.2)进行充分混合,活性炭载催化剂的金属质量分数为10%~50%;

4、(2)得到的混合物装入模压容器,在压强5~100兆帕的条件下进行压制,压制后将颗粒转入铝塑袋进行密封保存。

5、所述固体路易斯酸为氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌和镧系元素的三氟甲磺酸盐中的一种。

6、所述活性炭载催化剂为铂、铂镍合金、铂钴合金、钯、钯合金的活性炭载催化剂。

7、所述水源为自来水、地表水、海水、雪水或尿液。

8、如上述的制备方法制得的用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂。

9、如上述氨硼烷催化剂在广泛水源水解制氢中的应用。

10、所述氨硼烷催化剂与水源按照1:10质量比进行混合,即可得到氢气。

11、所述水源为自来水、地表水、海水、雪水或尿液。

12、本专利技术的优点和积极效果是:本专利技术提通过将氨硼烷、活性炭载的催化剂与添加剂混合压制成产氢颗粒,一方面利用活性炭吸附未处理水源中的杂质,一方面控制反应速率,避免体系过热,从而实现在自来水、江河水、海水、尿液等广泛水源作用下的高效产氢。本方法具有反应转化率高、氢气纯度高、水源普适性强等优点,可以为氢燃料电池等氢能装备提供稳定的氢气来源。

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【技术保护点】

1.一种用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其特征在于,所述固体路易斯酸为氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌和镧系元素的三氟甲磺酸盐中的一种。

3.根据权利要求1所述用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其特征在于,所述活性炭载催化剂为铂、铂镍合金、铂钴合金、钯、钯合金的活性炭载催化剂。

4.根据权利要求1所述用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其特征在于,所述水源为自来水、地表水、海水、雪水或尿液。

5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂。

6.如权利要求5所述氨硼烷催化剂在广泛水源水解制氢中的应用。

7.根据权利要求6所述氨硼烷催化剂在广泛水源水解制氢中的应用,其特征在于,所述氨硼烷催化剂与水源按照1:10质量比进行混合,即可得到氢气。

8.根据权利要求6所述氨硼烷催化剂在广泛水源水解制氢中的应用,其特征在于,所述水源为自来水、地表水、海水、雪水或尿液。

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【技术特征摘要】

1.一种用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其特征在于,所述固体路易斯酸为氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌和镧系元素的三氟甲磺酸盐中的一种。

3.根据权利要求1所述用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其特征在于,所述活性炭载催化剂为铂、铂镍合金、铂钴合金、钯、钯合金的活性炭载催化剂。

4.根据权利要求1所述用于广泛水源水解制氢的氨硼烷催化剂的制备方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛勇超程彦森贾宾朱孟权成海超
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第十八研究所
类型:发明
国别省市:

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