[发明专利]一种以发生氢气为目的的硅粉体组成物

说明书

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体是一种与水接触后能平稳产生氢气的氢气发生用硅粉体组成物，也就是以发生氢气为目的的硅粉体组合物。

背景技术

近些年来，各个国家都在积极推进利用新能源的战略发展计划，加大了对新能源领域的财政、政策扶持力度，旨在减少温室气体排放，解决环境问题，同时应对能源危机，实现经济、生态统筹协调发展。而氢能源是目前最为洁净的能源之一，氢元素在自然界中大量存在，而且在燃烧后产生水，不会排放任何二氧化碳，因此各个国家都在大力研发氢能源项目。中国专利号201010114398.3，就公开了一种硼氢化锂-多孔碳水解发生氢气的方法，是一种应用于氢燃料电池的制氢储氢技术，通过机械球磨LIBH₄和多孔碳材料制备水解材料，控制水解材料反应的液态水的进水速率和水蒸气的饱和蒸汽压从而对反应的放氢量、放氢速度进行有效控制。

本发明人也是旨在公开制备一种新能源技术，也就是制备氢气，是通过利用硅元素和碱性物质实现的，自古以来就知道氢氧化钠存在下，硅与水反应可产生氢气。也就是说，在硅元素同氢氧化钠这类碱性物质混合好的粉末上滴水后，则可以产生氢气。但问题是，反应生成的硅酸水合物会堆积在硅元素粒子表面延缓反应进行，不能稳定地产生氢气。增加氢氧化钠等强碱性物质的量后初期反应则会太快，在混合了大量氢氧化钠的硅粉末上滴加水后会产生剧烈反应导致着火，不适宜以氢气产生为目的的应用。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种有关与水接触后能平稳产生氢气的用于氢气发生使用的硅粉体组成物，实现在含有能在水中形成溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的物质和碱性物质与硅粉末一起混合得到的粉末上滴水后稳定地产生氢气，来完成本发明。也就是说，含有可在水中形成溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的物质存在下，在硅元素表面形成难溶于水的硅酸化合物，故能抑制水滴早期的剧烈反应。反应的同时生成的胶状硅酸水合物也会吸附含有可在水中形成溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的物质，来控制硅元素粒子表面的硅元素水合物的堆积，使得硅元素与水的反应能够进行到最后。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种以发生氢气为目的硅粉体组成物，其特征在于：其由含硅粉末和可形成水中溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的化合物质以及碱性物质构成，氢气发生使用的硅粉体组成物同水接触能平稳产生氢气，且发生的氢气会转换成能源。

所述硅粉末的平均粒径在0.05至100μm之间，硅元素含量为50％至99.9999％之间。

所述含有可在水中形成溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的化合物质可为碱土金属或稀土金属的氢氧化物、氧化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、醋酸盐、碳酸盐和铝酸盐，并可从中至少选择出一种以上的物质。

所述碱性物质为碱性金属氢氧化物、氢氧化铵、有机胺、氢氧化季铵，并可从中至少选择出一种以上的物质。

另所述含有可在水中形成溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的物质可为氢氧化钙或铝酸钠。

另所述碱性物质可为氢氧化钠。

所述含有可在水中形成溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的化合物质同硅粉末重量之比为100/100至1/100，碱性物质同硅粉末重量之比为100/100至1/100。

本发明硅粉体组成物的制备是由含硅粉末和可形成水中溶解度小于1％的硅酸盐的金属元素的化合物质以及碱性物质混合后，其吸附的水分已经预先同硅粉末反应，这样制造的本发明的粉末保存稳定性好，且加水反应进行的更均匀。

所述硅粉体组成物的构成包括采用来自太阳能的能源所产生的电能，通过木炭、木屑等还原剂转换二氧化硅成硅元素，所得到的硅元素同氢氧化钠和氢氧化钙混合生成氢气发生使用的硅粉体组成物，再与水接触发生氢气，所生成的氢气转换成能源，且氢气发生时生成的含钠和钙的氢氧化硅水合物经盐酸中和，水洗后同氢氧化硅水合物和氯化钠、氯化钙水溶液分离，以及氯化钠和氯化钙水溶液经电解，同时分离成氢氧化钠、氢氧化钙和氯气、氢气，再使得氯气同氢气反应生成盐酸，不排放来自化石燃料燃烧所产生的二氧化碳。

本发明所用硅元素的制造方法并没有特别的限制，但考虑到地球变暖的现象最好为将太阳能转换成电能的方法。

太阳能转换成电能的方法已有多种。例如，利用储存在水库中的从海水蒸发来的降雨水所形成的水的落差进行水力发电，利用太阳能电池的直接发电，将植物等作为燃料进行转换的热力发电等。这些电能都可用来将二氧化硅转换为硅元素，但考虑到全球规模的能源系统时水力发电最适宜。