[发明专利]吸氢复合成型体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明的涉及一种包含有机硅树脂的吸氢复合成型体以及一种制备所述成型体的方法，而且，更特别地，涉及一种包含吸氢材料和有机硅树脂粘结剂的吸氢复合成型体，所述成型体当长期重复进行氢的吸附和脱附时其粒子尺寸不会减小或转变，并且还涉及所述复合成型体的制备方法。

背景技术

吸氢合金已逐渐被用作氢的分离或提纯材料、催化剂、传感器等，以及用于固定储罐的吸氢材料，燃料电池和以氢为燃料的汽车的氢源，以及在利用氢吸附和脱附时的吸热和放热特性的储热系统中的能量转换材料，等等。

在许多的用途中，吸氢合金均以粒子直径为毫米级或者毫米以下的粉末的形式填充在容器中。然而，这样使用会产生许多问题。其本的问题是吸氢合金当其吸附或脱附氢时会发生至多达30％的膨胀或收缩。由此引起的应力会增大合金的粒子尺寸的减小程度。粒子尺寸减小的同时，还会出现一些麻烦，并且会成为吸氢合金得到实际应用的主要障碍。所述麻烦包括合金体积膨胀所引起的容器破坏，连接在所述容量上的过滤器的堵塞，以及由导热性下降所引起的氢的吸附或脱附能力下降。而且，当吸氢合金作为燃料电池汽车或者以氢为燃料的汽车等的氢源使用时，会产生由于行驶期间的振动，吸氢合金在罐底部积聚的问题。

出于这些原因，要求开发一种甚至当长时间重复进行氢的吸附和脱附时也不会引起粒子尺寸下降的吸氢成型体。

日本专利公报(JP-B)58-20881/1983，日本专利临时公开(JP-A)57-145001/1982，日本专利临时公开(JP-A)8-11241/1996等均提出了采用吸氢合金的吸氢成型体。尽管所有这些专利公开均是采用合成树脂的技术，但仍存在一些问题，例如难以处理或者氢的吸附和脱附速度下降。

特别地，日本专利临时公开(J-A)8-11241/1996公开了使用碳氟树脂。然而，使用这种碳氟树脂的成型体存在着作为吸附材料其弹性较差以及由于气体传输性能差而导致气体释放速度慢的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题并且涉及一种包含有机硅树脂的吸氢复合成型体，以及制备所述成型体的方法，所述成型体具有优异的耐热性、耐气侯性，成型性和加工性，并且甚至当长时间重复进行氢的吸附和脱附时，也不会出现粒子尺寸的减少或者吸氢合金的粉化，而且还具有优异的尺寸稳定性。

在本发明中包含有机硅树脂的吸氢复合成型体的特征在于：考虑到氢的吸附和脱附，吸氢材料采用有机硅粘结剂一起使用。而且，所述吸氢复合成型体优选在所述成型体中含有0.5-50％(重量)的有机硅树脂，其中，有机硅树脂用作粘结剂。

根据本发明的制备包含有机硅树脂的吸氢复合成型体的方法，所述吸氢材料的制备过程为：压制成型，在有机硅树脂溶液或者分散液体中浸渍，以及固化；或者吸氢合金粉末与有机硅树脂，或有机硅树脂溶液或分散液混合，以及对所获得的混合物进行模塑和固化。

根据本发明的制备包含有机硅树脂的吸氢复合成型体的方法，有可能制备出任何形状例如角形、柱形、圆盘形、管状或者薄膜状的吸氢复合成型体。

本发明的成型体具有成型体本身能吸附和脱附氢的能力。

由于本发明的吸氢复合成型体包含弹性优异的有机硅树脂粘结剂，因此，氢的吸附和脱附即使在粘结剂量较少的区域也不会引起成型体的粉化或转变。而且，由于有机硅树脂的气体渗透性优异，结果，所述成型体的吸氢速度和吸氢量与吸氢材料本身几乎相同。

由于有机硅树脂在-70℃至250℃的宽温度范围均具有稳定的橡胶弹性，因此，即使在低温，例如极冷环境下也能防止发生吸氢材料的粉化、转变等，而且，还能够在高温下进行吸附和脱附氢。因此，能够提供脱附效率高的吸氢复合成型体。

另外，根据本发明，任何希望形状的吸氢复合成型体都能通过模塑如模压或挤压成型获得，而且，由于其自身具有橡胶弹性，重复进行氢的吸附和脱附也不发生粉化或转变。此外，还能够进行较高温度下的氢的吸附和脱附，结果，可适应于设备设计的范围得以拓宽。

附图说明

图1示出了实施例1的吸氢成型体的PCT特征曲线。

实施本发明的最佳模式

将详细介绍本发明的包含有机硅树脂的吸氢复合成型体及其制备方法的实施方案。

本发明采用的吸氢材料优选选自于金属、碳材料及合金，所述每种材料均具有吸氢能力。碳材料包括纳米管(碳纳米管)、富勒烯(碳60)、石墨和纳米纤维。