[发明专利]一种铝合金制氢方法以及反应液的用途

说明书

本发明公开了一种铝合金制氢方法，将可水解制氢的铝合金与无机盐的水溶液接触，以进行水解制氢反应，其中，所述反应液为可溶性无机盐的水溶液，所述无机盐为碱金属、碱土金属、锌、铝和锰的卤化物盐中的一种或多种；本发明还提供了上述反应液在与铝合金进行水解制氢反应中的用途。本发明在反应结束后能够实现对合金中稀有金属快速高效地回收利用。

技术领域

本发明涉及一种铝基合金制氢方法以及反应液的用途，具体是以一种反应液替代水或酸、碱溶液与铝基合金反应制氢，反应后可以快速回收未反应金属或金属间化合物的方法。

背景技术

由于铝价格低、来源广泛、能量密度高等优点，成为金属中制氢的首选，但由于其活性较高，在空气中极易形成氧化膜，对反应有一定的阻碍作用。在铝基中加入低熔点金属Ga等形成合金，可以有效解决铝表面氧化膜问题，同时对反应具有明显的促进作用。因此铝基合金与水反应制氢成为最近几年研究的重点，这种制氢模式适于便携应用，且效率高、操作设备简单。经过各国科研工作者的不断探索，目前已研究出了多种可以连续与水反应释放氢气的铝基合金，例如在铝中加入Ga、In、Sn、Zn、Ti、Fe等金属制备二元、三元、四元、五元甚至更多元合金，其与水反应时产氢性能都得到不同程度的提高。

但上述铝基合金与水反应时，通常仅有铝与水发生反应释放出氢气，而Ga、In、Sn、Zn、Ti、Fe等其他组份并不会与水发生反应。因此反应后的产物除了得到纯净的氢气外，铝的水解产物和仍以单质或金属间化合物的形式存在的Ga、In、Sn、Zn、Ti、Fe等金属混存于溶液中，这为产物的处理增加了不小困难。未参与反应的Ga、In、Sn金属与铝水解沉淀混合一起，不易对其进行回收，加之它们均为稀有金属，价格昂贵，从而提高了铝基合金制氢成本。因此，开发一种高效、快速回收反应过程中未参加反应的稀有金属，同时又能实现产氢过程持续、稳定、可控的方法成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种铝合金制氢方法，通过本发明的方法，可以快速高效地回收未反应的金属。

本发明的另一目的在于提供一种反应液在与铝合金进行水解制氢反应中的用途。

为实现上述发明目的的一个方面，本发明提供的铝合金制氢方法采用如下技术方案：

一种铝合金制氢方法，所述方法包括将可水解制氢的铝合金与反应液接触，以进行水解制氢反应，其中，所述反应液为可溶性无机盐的水溶液，所述无机盐为碱金属、碱土金属、锌、铝和锰的卤化物盐和硝酸盐中的一种或多种；优选为钾、钠、钙、镁、锌、铝、锰的卤化物盐中的一种或多种；进一步优选为钾、钠、钙、镁、锌、铝、锰的盐酸盐中的一种或多种。

在本发明中，可水解制氢的铝合金为本领域所熟知那些其中铝可直接与水进行水解反应制氢的铝合金，为本领域熟知。在一种实施方式中，所述铝合金为本领域水解制氢常用的Al-Ga-In-Sn合金，任选的，所述铝合金中还含有选自金属铋、锌、铁、铜、镁和钛中一种或多种的X金属组分，以替代部分的镓、铟和锡，从而减少贵金属用量，其中，所述替代金属的含量不大于10wt％，优选地，所述X金属组分含量不超过8wt％，进一步优选不超过6wt％，比如0.1wt％、0.5wt％、1wt％或4wt％。例如，当所述X元素为锌时，可以进一步在所述铝合金中形成Al(Zn)固溶体和Zn单质相。

根据本发明的方法，优选地，所述铝合金包括80wt％-94wt％，比如82wt％、85wt％、88wt％、90wt％或92wt％的铝、2wt％-5wt％，比如3wt％或4wt％的镓、3wt％-16wt％，比如5wt％、8wt％、10wt％、12wt％或15wt％的铟和锡，其中，铝、镓、铟和锡的含量之和不少于90wt％，比如95wt％或98wt％。