[发明专利]用于金属硼氢化物溶液的催化诱导的水解和再循环的方法

说明书

用于获得M¹‑BH₄的工艺，该工艺包括在分子氢(H₂)的存在下、在允许形成M¹‑BH₄和M²‑氧化物的条件下，使M¹‑BO₂与金属M²接触，其中M¹是选自元素周期表的第I列的金属或选自元素周期表的第I列的金属的合金，并且M²是选自元素周期表的第II列的金属或选自元素周期表的第II列的金属的合金，条件是M²不是Mg并且M¹不同于M²。

发明领域

本发明涉及用于将金属-偏硼酸盐转化成金属硼氢化物的一锅合成工艺(one-potsynthesis process)。本发明还涉及用于通过预先确定的范围内的诱导的电势(inducedelectrical potential)将Co-P合金沉积到基底上的工艺，所述工艺在例如制备用于分解金属硼氢化物的催化剂中被使用，使得金属硼氢化物可以用作燃料电池中的燃料。本发明的另外的方面涉及参与用于将金属-偏硼酸盐转化成金属-硼氢化物的工艺的金属和金属氧化物组分的再循环。

发明背景

氢作为清洁能源产生的来源，在过去几十年中一直引起关注，由于其通过电-氧化反应(electro-oxidation reaction)以高效率释放能量的能力，其被设想用于燃料电池。常规的氢能转化系统(hydrogen energy conversion system)通常基于以加压的分子氢、液化氢、含碳材料的形式以及作为金属氢化物中的原子氢的储氢(hydrogen storage)。

已经建议使用金属-硼氢化物例如硼氢化钠(NaBH₄)作为可用氢的来源，主要是由于其相对较高的氢含量。此类金属-硼氢化物由于其较高的重量容量(gravimetriccapacity)(与金属氢化物相比)和较高的体积容量(volumetric capacity)(与压缩和液化的氢相比)已经被预期用于其中期望受控制的氢释放的储氢系统。其中公开的碱性溶液可以直接用于为燃料电池供电。

本领域已知的用于制备硼氢化钠的普通工艺是大体上在反应式(1)中总结的Schlesinger方法，所述Schlesinger方法从氢化钠和硼酸甲酯开始：

4NaH+B(OCH₃)₃→NaBH₄+3NaOCH₃(反应式1)

Schlesinger工艺已广泛地用于药物领域，并且基于产生高纯度级别硼氢化钠的多阶段工艺(multi-stage process)。因此，通过Schlesinger方法产生的硼氢化钠通常是太昂贵的而不能用于其中不需要高纯度级别的金属-硼氢化物的大量和商业的工艺。

对于大规模使用例如在燃料电池和商业氢发生器中，对简单且有成本效益地产生金属硼氢化物存在需求。

迄今为止，对于可以以有成本效益的方式具有提供商业的、大量的金属-硼氢化物的可能性的合成工艺一直进行研究不足；研究一直主要聚焦于从偏硼酸钠开始合成硼氢化钠。然而，到目前为止，此类工艺尚未商业化。

另外，氢作为清洁能源产生的来源，在过去几十年中一直引起关注，由于其通过电-氧化反应以高效率释放能量的能力，其被设想用于燃料电池。常规的氢能转化系统通常基于以加压的分子氢、液化氢、含碳材料的形式或作为金属氢化物中的原子氢的储氢。

已经建议使用金属-硼氢化物例如硼氢化钠(NaBH₄)作为可用氢的来源，主要是由于其相对较高的氢含量。此类金属-硼氢化物由于其较高的重量容量(与金属氢化物相比)和较高的体积容量(与压缩和液化的氢相比)已经被预期用于其中期望受控制的氢释放的储氢系统。