[发明专利]一种液体储氢材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种液体储氢材料及其制备方法和应用。所述储氢材料，以重量份数计，其包括以下组分：a)30～70份低挥发性有机化合物；b)20～40份固态有机化合物；c)10～30份增溶剂。本发明所述液体储氢材料包含低挥发性有机化合物，使得本发明所述储氢材料用于储氢时，具有脱氢温度低、储氢体系的粘度低以及储氢密度高等优点，且实现了氢气的长期常温常压储存。另外通过控制低挥发性有机化合物的加入速率进而使得制备的储氢材料的性能得到进一步优化。

技术领域

本发明属于液体储氢材料技术领域，具体涉及一种液体储氢材料及其制备方法和应用。

背景技术

氢能产业链可以分为生产、储存和利用三个基本方面。氢气目前主要通过化石燃料重整制得，未来可能利用可再生能源产生的电能电解水制得。氢气生产出来之后可通过燃料电池或者内燃机加以利用，更低成本的燃料电池也正在开发中。

然而，氢气的高效储存仍有许多问题需要解决，在可以克服氢元素储存难点的三种转换方式中，通过化学键的可逆氢储存被认为是一种很有前途的解决方案。

化学键可逆储氢指的是一个贫氢分子在一个地方氢化，向相应的富氢分子提供丰富、廉价的氢，这些富氢分子可以长期储存并利用现有的能量传输基础设施进行传输，在使用终端处通过催化脱氢释放，然后贫氢分子可以返回到每个供氢点再次氢化储能。在这种“化学储存”中，液相储氢材料比气相更有优势，因此被称为液态储氢载体(LOHC)材料。LOHC材料多为容易催化可逆加脱氢的高沸点有机分子。

CN104555914A公开了一种液态储氢体系。该液态储氢体系包括至少两种不同的储氢组分，储氢组分为不饱和芳香烃或杂环不饱和化合物，且至少一种储氢组分为熔点低于80℃的低熔点化合物。该液态储氢体系实为多元混合液态稠杂环芳烃储氢体系。该发明将两种或两种以上的稠杂环类不饱和化合物混合后，形成的混合体系具有至少低于其中某一组分熔点的低共熔点。

CN109704274A公开了一种有机液体储氢的原料体系。从芳香基石油或煤基石油的馏分油中切割一段组分作为储氢材料，对此储氢材料进行加氢得到有机液体储氢的原料体系；或从环烷基石油的馏分油中切割一段组分作为有机液体储氢的原料体系；或将上述两者混合作为有机液体储氢技术的原料系统。此原料体系来源广泛、价廉适中、室温下呈液态、储存和运输方便，具有较强的应用前景。

CN109353987A公开了一种液态储氢材料及其制备方法。该液态储氢材料包括咔唑类储氢组分和低熔点且具有高传热系数的添加剂；咔唑类储氢组分为咔唑、N-甲基咔唑、N-乙基咔唑、N-正丙基咔唑、N-异丙基咔唑或N-正丁基咔唑中的至少一种；低熔点导热添加剂组分为二苄基甲苯或氢化三联苯中的至少一种。本发明液态储氢材料，是将高熔点的咔唑类储氢材料与低熔点导热添加剂混合后，所形成的混合物具有至少低于其中某一组分熔点的低共熔点，能够使整个储氢材料的熔点降至0℃以下。同时低熔点导热添加剂具有高传热系数，在与咔唑类储氢材料混合后形成混合物的导热系数能够高于咔唑类储氢材料，在脱氢过程中，能够使储氢材料整体迅速达到脱氢温度，提高氢气的释放速率。

上述专利在探寻合适的储氢材料方面取得了一定的成果。但是CN104555914A和CN109704274A提供的储氢材料挥发性较高，不利于长期储存，而且前者所述的储氢材料储氢量较低；后者所述的储氢材料其加氢产物脱氢温度较高，储氢能效较低；CN109353987A提供的储氢材料脱氢速率较慢，不利于工业应用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的加氢产物脱氢能耗太高、储氢体系的挥发性过高以及储氢体系储氢密度较低的技术问题，提供了一种新的液体储氢材料，该储氢材料用于储氢时，具有脱氢温度低、储氢体系的挥发性低以及储氢密度高等优点。

为此，本发明第一方面提供了一种液体储氢材料，以重量份数计，其包括以下组分：

a)30～70份，优选30～60份的低挥发性有机化合物；