技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水解制氫材料，特別涉及一種水解制氫用鋁基復(fù)合物及其制備方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代工業(yè)中，氫能被公認(rèn)為人類(lèi)未來(lái)的理想能源。氫具有高揮發(fā)性、高能量，是能源載體和燃料；氫不但燃燒放出的熱量多，而且燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境；同時(shí)，氫制備的原料是水資源不受限制。當(dāng)今世界為了解決能源短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重和經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題，潔凈的新能源和可再生能源的開(kāi)發(fā)已是迫在眉睫。因此，氫能作為解決當(dāng)前人類(lèi)所面臨困境的新能源，具有廣闊的應(yīng)用前景。

金屬通過(guò)水解反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，是一種很有前景的儲(chǔ)存和運(yùn)輸能量的方式，尤其是鋁，其資源豐富、產(chǎn)氫量大，而且易保存。目前，有一些方法能夠使金屬鋁持續(xù)與中性水發(fā)生反應(yīng)，但其存在著制備工藝復(fù)雜、使用原料多、成本高、制氫效率低以及污染環(huán)境等不足。

例如：公開(kāi)號(hào)為CN102851549A的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種水解制氫的鋁金屬(合金)材料及其制備方法，其采用鋁、氯化鈉等原料通過(guò)球磨法制備水解制氫的鋁合金；此技術(shù)需要球磨設(shè)備密封球磨，工藝復(fù)雜，制備條件苛刻。公開(kāi)號(hào)為CN101613082A的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種生產(chǎn)氫氣的鋁合金的制造方法，該方法采用鎵、鋁等原料粉末通過(guò)泡沫冶金法，輔以高壓、燒結(jié)、成型等技術(shù)制備鎵鋁合金；此技術(shù)要使用比較貴的金屬鎵，成本較高，并且技術(shù)復(fù)雜，原料較多。公開(kāi)號(hào)為CN102211757A的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種硼氫化鈉/鋁粉混合固體燃料可控水解制氫體系及制氫方法，其采用硼氫化鈉、鋁粉和堿等原料的混合物為固體燃料，通過(guò)向固體燃料中控制加入液體燃料，實(shí)現(xiàn)即時(shí)按需可控制氫；此技術(shù)使用較貴的硼氫化鈉，成本較高，且硼殘留在產(chǎn)物中難以處理，污染較大，工藝較復(fù)雜，原料多。公開(kāi)號(hào)為CN101289163A的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種水解制氫的鋁合金及其制備，該專(zhuān)利主要采用鉍、鋁等原料并輔以低熔點(diǎn)金屬通過(guò)球磨制備鉍鋁合金；此技術(shù)使用了鉍、鎵等較貴金屬，原料復(fù)雜、昂貴，成本太高，并且生產(chǎn)工藝復(fù)雜。

因此，如何合理的利用廉價(jià)金屬鋁與水持續(xù)反應(yīng)，低成本規(guī)模制氫已經(jīng)成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水解制氫用鋁基復(fù)合物及其制備方法，該鋁基復(fù)合物的制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)氫穩(wěn)定、速率可控、效率高、反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品無(wú)毒環(huán)保、對(duì)空氣穩(wěn)定、不吸潮、沒(méi)有腐蝕性、安全穩(wěn)定。

本發(fā)明公開(kāi)了一種水解制氫用鋁基復(fù)合物，所述鋁基復(fù)合物的原料組分及其質(zhì)量份數(shù)為：鋁粉末40～100份，堿粉末5～60份，水1～20份，還原鐵粉0.01～1份。

進(jìn)一步，所述堿粉末為氫氧化鉀粉末和氫氧化鈉粉末中的一種或兩種的混合物。

進(jìn)一步，所述鋁粉末的粒徑為1～300μm，純度大于96%；所述氫氧化鈉粉末的純度大于95%，氫氧化鉀粉末的純度大于84%；所述還原鐵粉的粒徑為1～300μm，純度大于96%。

本發(fā)明還公開(kāi)了上述水解制氫用鋁基復(fù)合物的制備方法，稱(chēng)取鋁粉末、堿粉末和還原鐵粉原料并混合均勻，然后往混合粉末中加入水反應(yīng)固化成型。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明將鋁粉末、堿粉末和還原鐵粉混合后加入少量水，就可以反應(yīng)生成一種固體還原劑，該固體還原劑即為本發(fā)明的水解制氫用鋁基復(fù)合物；本發(fā)明的鋁基復(fù)合物加入室溫甚至冰水中，就能大量穩(wěn)定的產(chǎn)生氫氣，1g鋁粉制備出來(lái)的產(chǎn)品可以產(chǎn)生800～1000ml氫氣，即1g鋁基復(fù)合物可以產(chǎn)生500～700mL氫氣，產(chǎn)氫穩(wěn)定、速率可控、效率高、反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)后產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害，對(duì)環(huán)境友好；并且本發(fā)明的鋁基復(fù)合物產(chǎn)品還可以直接暴露在空氣中，不吸潮，沒(méi)有腐蝕性，安全穩(wěn)定；同時(shí)本發(fā)明的鋁基復(fù)合物沒(méi)有添加貴金屬元素，原料價(jià)格低廉，僅需要機(jī)械混合技術(shù)制備，制備工藝簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)；另外，可以直接通過(guò)控制鋁基復(fù)合物的組份比例、顆粒大小、數(shù)量來(lái)控制產(chǎn)生氫氣的速率，操作簡(jiǎn)單，并且可通過(guò)控制鋁基復(fù)合物與水的接觸實(shí)現(xiàn)水解還原反應(yīng)的高度可控性。

具體實(shí)施方式

以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

稱(chēng)取500g鋁粉末(鋁粉末的粒徑為200μm，純度大于96%)、100g氫氧化鈉粉末(氫氧化鈉粉末的純度大于95%)和0.5g還原鐵粉(還原鐵粉的粒徑為200μm，純度大于96%)，并混合均勻，然后往混合粉末中加入75g水迅速充分混勻，反應(yīng)固化成型，造粒，制得本實(shí)施例的水解制氫用鋁基復(fù)合物顆粒。

實(shí)施例2