[发明专利]一种基于LiAlH4

说明书

本发明公开了一种基于LiAlH₄的储氢材料，由LiAlH₄和金属纳米粒子负载碳材料添加物（Ni‑Co/C）混合制得而成。其制备方法包括以下步骤：1）Ni‑Co/C添加物前驱体的制备；2）Ni‑Co/C添加物的制备；3）基于LiAlH₄储氢材料的制备。大大降低了LiAlH₄体系的放氢温度，当催化剂掺杂量为2wt%时，体系放氢温度降至70℃，放氢量达到7.2wt%；当催化剂掺杂量为10wt%时，体系放氢温度降至50℃，放氢量达到6.4wt%。本发明制备的催化剂Ni‑Co/C，金属颗粒达到纳米尺度和具有高分散性；制得的LiAlH₄复合储氢材料能够在较低温度下表现出良好的放氢性能。

技术领域

本发明涉及新能源材料的储氢材料，具体一种基于LiAlH₄的储氢材料及其制备方法。

背景技术

能源枯竭已成为人类面临的共同问题，寻找绿色高效可再生的新能源替代化石能源成为世界各国的发展目标，目前已得到学界的大量研究。氢能由于其热值高，环保无污染，可再生等优点成为最有潜力的替代能源之一。目前氢能的开发利用主要面临着生产，存储，运输三大关键问题。其中，如何将氢能安全高效作为车载存储是目前最具挑战性和商业价值的研究课题。传统的高压液态和气态储氢效率低，安全性低成为制约车载储氢大规模商业化的重要因素，固态储氢作为一种储氢量大的储氢方式，具有极大的研究潜力，是目前被研究最为热门的储氢方向。

LiAlH₄因为其拥有较高的储氢容量（10.6wt%），被认为是最有潜力的固态储氢材料，但是因为其放氢温度较高，可逆性较差等缺点，仍无法被实际应用。

近年来，多数研究集中在对其进行催化改性上，已报导的如，Ti，Fe，TiF₃，SrFe₁₂O₁₉，CoFe₂O₄，NiFe₃O₄，Li₂TiO₃等能有效降低LiAlH₄的放氢温度和改善其放氢速率；同时随着碳材料近年来的广泛研究，由于其本身具有良好的分散性和导热性，发现其在一定程度上能有效改善LiAlH₄的放氢性能。

研究发现，通过金属负载碳材料能有效改善LiAlH₄的放氢性能，碳材料使催化剂在储氢材料中具有较高的分散性，纳米金属颗粒的高活性具有很强的催化能力，两者协同作用可大幅改善LiAlH₄的放氢性能。

Wen-Ta Tsai等通过化学还原法制备了负载Co、Ni的MWCNT，发现当添加20wt%的MWCNT/Co，能把LiAlH₄放氢温度提前大约103℃；添加20wt%的MWCNT/Ni时，放氢温度降低至77℃。（Tan, C.-Y.; Tsai, W.-T., Effects of Ni and Co-decorated MWCNTs additionon the dehydrogenation behavior and stability of LiAlH₄. InternationalJournal of Hydrogen Energy 2015, 40, 14064-14071.）。

Yijing Wang等制备了Co负载的碳材料作为催化剂，发现添加量为10wt%的Co/C，LiAlH₄的初始放氢温度降低至100℃，放氢量可达到7.05wt%。