[发明专利]可控放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法

说明书

本发明公开一种可控放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法。其中所述可控放氢材料，包括氢化镁以及水解促进剂和水解抑制剂二者中的至少一种，其中所述氢化镁、所述水解促进剂和/或所述水解抑制剂的质量配比为：所述氢化镁为1～50份，所述水解促进剂为1～50份，所述水解抑制剂为1～30份。根据本发明的可控放氢材料可以实现可控放氢的目的。

技术领域

本发明总体涉及制氢技术领域。更具体地，本发明涉及一种可控放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法。

背景技术

能源是人类生存发展的根本保证，随着世界人口的不断增长，人们对能源的需求量也在与日俱增。化石燃料的大量使用对生态环境造成了严重污染。全世界都在探寻和开发新能源。氢能是完全无污染的可再生能源，也是最理想的绿色可再生资源。氢气资源丰富，目前被广泛用于有机化学产品制造、化石燃料加工和半导体工业等能源行业。

目前的制氢技术中，电解水技术发展成熟，但是电解水技术需要使用电解槽等装置，装置结构复杂且需要外用电源。SPE质子膜电解法一定程度上可改善上述问题，但SPE质子膜价格昂贵，使得产品定位为高端消费，并不能惠及普通民众。近年来，水解制氢作为一种新型实用的安全制氢技术，因其具有原料来源广泛、产氢量大、氢气纯度高、对环境没有危害等优点，受到了极大的关注，逐渐成为了各国学者争相研究的热点之一。NaBH₄的水解制氢工艺相对成熟，已经实现了为燃料电池快速提供氢气。但由于NaBH₄高昂的成本、催化剂易失效、水解产物NaBO₂回收再生率低等缺点，极大的限制了NaBH₄的商业化应用。

相比于硼氢化物，轻金属及其氢化物的发展则较为落后。Al虽然是地壳中储氢最丰富的金属元素，但受限于“Al循环”的能源效率问题，Al/H₂O制氢技术无法完全实现商业化。而一些氢化物如LiH，CaH₂等，虽然与水反应可快速放氢，但放氢过于猛烈、反应不可控、且价格昂贵，因此逐渐地淡出人们的视线。并且在一些应用场景中，需要缓慢且少量的获得氢气，而在另一些应用场景中，需要快速且大量的获得氢气。因此，在安全制氢的同时研究可控放氢技术成为当前的热点和难点问题。

发明内容

鉴于上面所提到的技术问题，本发明的技术方案在多个方面提供了一种可控放氢材料、其制备方法及水解制氢的方法。

根据本发明的第一方面，提供一种可控放氢材料，包括氢化镁以及水解促进剂和水解抑制剂二者中的至少一种，其中所述氢化镁、所述水解促进剂和/或所述水解抑制剂的质量配比为：所述氢化镁为1～50份，所述水解促进剂为1～50份，所述水解抑制剂为1～30份。

根据本发明的一个实施例，所述水解促进剂包括固体有机酸和过渡金属中的至少一种；并且所述水解抑制剂包括非金属材料。

根据本发明的另一个实施例，所述固体有机酸包括乙醇酸、丙二酸、柠檬酸和苹果酸中的至少一种。

根据本发明的又一个实施例，所述过渡金属包括铁、钴和镍中的至少一种。

根据本发明的一个实施例，所述非金属材料包括硼、石墨烯、硅和麦饭石中的至少一种。

根据本发明的另一个实施例，所述氢化镁和所述非金属材料的质量配比为：所述氢化镁为1～50份，所述非金属材料为1～10份。

根据本发明的又一个实施例，所述非金属材料为5份。

根据本发明的一个实施例，所述氢化镁与所述固体有机酸的质量比为1:4～1:5。

根据本发明的另一个实施例，所述氢化镁与所述固体有机酸的质量比为1:5。

根据本发明的又一个实施例，所述氢化镁的粒径为微米级。

根据本发明的一个实施例，所述氢化镁的粒径尺寸为100μm以下。