[发明专利]使用产生氢气用组合物产生氢气的装置和产生氢气用组合物

说明书

技术领域

本发明涉及使用产生氢气用组合物产生氢气的装置，所述装置使用产生氢气用组合物，通过自发的热化学反应而无需供电即可由水(H₂O)产生氢气(H₂)，所述产生氢气用组合物通过在室温与水自发氧化而产生氢气。 

此外，本发明还涉及通过在室温与水接触而产生氢气的组合物。 

背景技术

氢是具有强烈扩散性和还原性的无色、无味、无臭、可燃和非腐蚀性气体，并且是最轻的气体。氢在元素周期表中的原子数为1，并以气体分子存在。此外，氢的扩散速度比空气快14倍。因此，由于其极高的扩散性和还原性，氢可使有机化合物的不饱和键饱和，并被用在诸如电子、化学、金属、玻璃、食品、油和脂肪等利用此特性的各种领域。此外，氢被用作燃料电池的燃料，还通过在室温与诸如铂、钯等催化剂反应而被用作热源。当氢利用催化剂反应时，氢的特征在于它会产生比其燃烧时更高的卡路里。此外，氢在每1Kg海水中的存在量为0.018g，是最为充足的化学元素，因而氢最适于作为未来能量系统的能源，并且是可以维持当前系统以及电能的能量介质，因此可以被用作无限资源。作为未来的清洁能源，氢可以解决能源问题和环境污染问题，因而作为替代能源极为引人注目。特别是，氢具有以下优点，即，当用作燃料时，它除了产生极少量的氮氧化物(NO_x)外不产生污染物，并可以方便地用作用于直接燃烧的燃料或者用于燃料电池和非燃烧性催化剂的燃料。 

本发明人已经发明过一种使用具有上述优点的氢作为燃料并利用非燃烧性且耐火的催化剂的热源装置，并被授予了专利，即韩国专利 10-0566966号公报和10-0640681号公报。 

由于可以如此利用氢，因此为产生氢而进行了许多研究。近来，通过使用氢转化炉由甲醇、城市煤气、生物气体等产生氢被人们所采用。然而，这种方法具有以下缺点，即，氢转化炉的价格和开发成本都很高，并且在初始操作时必须提供能量。 

此外，通过将天然气激发为等离子态来生产氢和高品质碳产物而不释放二氧化碳(CO₂)的方法以及通过由吸热和放热反应构成的化学循环在低温下产生氢的热化学产氢法(I&EC Process Design and Development，5(1966)，336)也被人们所采用。然而，由于这些方法需应用复杂的设备，因而适用于氢的大规模生产。 

最近，随着使用氢作为燃料的家用或便携式燃料电池和热源装置的开发，需要可以方便、迅速地产生氢的方法。使用诸如硼氢化钠(NaBH₄)、氢化锂(LiH)、氢化镁(MgH₂)等氢化物产生氢的方法具有可以只通过供给水就产生氢的优点，但由于氢化物价格高昂，因而在经济方面不适于氢生产。 

作为氢气产生方法，韩国专利0522964号公报披露了一种通过在低于300℃～600℃的温度使水汽或水与氧化硅-氧化铝复合氧化物接触，由水蒸汽分子或水分子分离氢的方法。该方法的特点在于，它通过离解和重组因氧化硅-氧化铝复合氧化物的催化作用而形成的质子来产生氢气，所述催化作用遵循固体酸的作用。即，在该方法中，通过将纯水(即蒸馏水)加热到超过80℃，并向装满作为氧化硅-氧化铝复合氧化物的沸石的反应容器中供给水或水蒸汽而产生氢。韩国专利公开第1994-25939号公报披露了一种制造使用铝粉的安全的氢发生器的方法。在该制造方法中，通过将水注入用作发泡剂的铝粉或干燥铝粉和强碱的干燥粉末的混合组合物中而产生氢，所述干燥铝粉中的每个铝粉颗粒都涂布有诸如偏磷酸钠等可溶性反应抑制剂，所述强碱的干燥粉末中的每个诸如氢氧化钙或硅藻土等无机粉末的颗粒都涂布有诸如氢氧化钠等强碱性物质。然而，由于应当使用经过诸如涂布无机物等复杂处理的产生氢气用组合物来进行安全的氢气产生反应，因而增加了生产成本，并且，由于反应速 度无法得到充分控制，因而过热时可能出现安全事故。此外，产生的氢气的纯度较低，特别是混合有氧时可能会发生爆炸。因此，该方法不能得到实际应用。 

发明内容

技术问题 

本发明的一个目的是提供一种具有简单结构的产生高纯氢的装置，本发明的另一目的是提供一种安全的产氢装置，所述装置仅通过自发的热化学反应而无需供电即可产生氢，因而可用于便携式或固定的氢燃料电池、使用氢的耐火催化剂加热器或耐火燃氢炉，本发明的又一目的是提供一种廉价的产氢组合物，所述组合物可用于本发明的产生高纯氢的装置。 

技术方案