[发明专利]产生(NH2(R2))和/或氢的方法

说明书

本申请是分案申请，其原申请的申请号为200780026133.4，申请日为2007年7月9日，发明名称为“产生(NH₂(R²))和/或氢的方法”。

技术领域

本发明涉及一种产生NH₂(R²)和/或氢的方法。

背景技术

氢被广泛地视为潜在的有用燃料：它可以由各种可再生资源产生，并且在燃料电池中使用时会提供污染物和温室气体的接近零排放的前景。然而，要将氢开发和利用为主要能量载体需要解决许多重大的科学技术挑战。

常规储氢方案包括液氢和压缩气瓶。然而，无论液化还是压缩氢都需要大量的能量输入。还存在很大的与这些技术有关的安全顾虑（高压和液氢沸腾）。

例如，已经知道氨可以用作氢载体，它的多种化学性质和物理性质使其特别适合这一用途。例如，氨具有很高的以重量计的氢密度（17.6重量％），并且可以大量获得。然而，作为化学储氢的液氨的存储却存在许多相关问题。例如，氨在环境条件下具有高热膨胀系数和高蒸汽压，并且非常倾向于与水反应，如果被释放到空气中其蒸汽具有很高的毒性。

采用氨的固态存储将会消除许多这方面的顾虑，特别是关于热膨胀、蒸汽压和反应性的顾虑。

WO 2006/012903披露了一种固体储氨材料。虽然该文献没有涉及储氢，但是它描述了在室温下MgCl₂与氨反应可以形成六胺MgCl₂(NH₃)₆。氨可以被可逆地吸附或脱附。脱附在150℃开始，全部氨脱附发生在400℃。MgCl₂(NH₃)₆的以重量计的氨密度为51.7％，其氢密度为9.1重量％。

发明内容

已经令人惊讶地发现，具有以下通式的化合物：

M¹_x(BH₄)_y(NH₂(R²))_n

其中M¹包括Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Al、Ga和Sc中的一种或多种；

0<n≤4；

R²包括-H、烷基和芳香取代基；并且

x和y经选择以维持电中性，

特别是其中0<n≤4的LiBH₄(NH₃)_n可以用于提供存储和产生氨和/或氢的改善的方法。

因此，本发明提供一种产生NH₂(R²)和/或氢的方法，所述方法包括使金属氢化物与具有以下通式的化合物反应：

M¹_x(BH₄)_y(NH₂(R²))_n

其中M¹包括Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Al、Ga和Sc中的一种或多种；

0<n≤4；

R²包括-H、烷基和芳香取代基；并且

x和y经选择以维持电中性。

在本发明的另一方面中，提供了一种产生NH₂(R²)的方法，所述方法包括在-20℃～150℃的温度加热具有以下通式的化合物：

M¹_x(BH₄)_y(NH₂(R²))_n

其中M¹包括Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、La、Al、Ga和Sc中的一种或多种；

0<n≤4；

R²包括-H、烷基和芳香取代基；并且

x和y经选择以维持电中性。

当M¹包括Li时，所述方法优选包括在20℃～60℃的温度加热。

当M¹包括Na、K、Rb、Cs中的一种或多种时，所述方法优选包括在-20℃～60℃的温度加热。