[发明专利]一种用于制氢机的可调节制氢速度的复合制氢剂

说明书

技术领域

本发明描述的是一种用于制氢机的可调节制氢速度的复合制氢剂。属于化工技术领域。

背景技术

氢气是一种极好的能量载体，能用来给燃料电池发电。尽管聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）效率高，能量密度大，但在便携式发电器应用方面上，氢气的供应一直是阻碍PEMFC广泛应用的难题。目前有三种化学方式为FC直接供应氢气的应用：硼氢化钠，Mg系材料，Al系材料。它们都是基于在适当催化剂的作用下从水中置换出氢气。而金属铝是一种价格低廉，容易获得的两性材料，与水反应能产生氢气。理论上，1gAl可以产生约1.245L氢气（标况：0℃，1atm）。Al在碱性溶液中反应制氢经济而方便，特别值得一提的是其反应条件是常温常压，十分温和。因为实际使用中铝比较活泼，表面通常覆有一层致密的氧化膜，阻止了产氢反应的顺利进行。Hiraki等人研究出铝粉和一些金属（Mg,Zn,Ga,Bi,Pb,Sn,Ca等等）在NaOH溶液中反应制氢气，比铝粉本身的反应活性更高，但他们在室温下不能以缓慢的速度才能达到理论上的产氢量。并且这些金属不稳定，在潮湿的环境下会发生分解。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于制氢机的可调节制氢速度的复合制氢剂。

技术方案如下：

一种用于制氢机的可调节制氢速度的复合制氢剂，其特征在于包括以重量百分比计的以下组份：80wt%Al颗粒、5wt%NaOH、11wt%-14wt%辅助催化剂生石灰、1wt%-4wt%反应速度控制剂淀粉。

Al颗粒的粒径为3mm；

一种用于制氢机的可调节制氢速度的复合制氢剂的制备方法，其特征在于将Al颗粒、NaOH、辅助催化剂生石灰、反应速度控制剂淀粉按比例混合后，加入制氢剂和水，无需加热，即可产生产量均匀持久的氢气。

铝颗粒和NaOH溶液若直接接触，氢气会瞬时大量产生，不能持久，故不能直接给燃料电池配套使用，我们加入辅助催化剂生石灰是为了不使用危险的NaOH溶液，而使用NaOH颗粒，且使之不易潮解；淀粉是用来控制反应速度，使氢气量均匀产生。

本发明采用淀粉做催化剂，暴露在空气中不发生潮解，反应过程无需加热；可按燃料电池的需氢量大小整体调整制氢剂的用量，且能根据实际需求调整速度控制剂淀粉的用量来调整氢气大量发生的启动时间，而氢气产生的速度是由NaOH和CaO催化剂与淀粉的配比决定的。

附图说明

图1为不同组份的配比下的产氢曲线示意图。

具体实施方式

Al颗粒购自（石家庄新日锌业有限公司）粒径为3mm。

实施例1-4的制氢剂所采用的组份如表1所示：（以重量百分比计）

表1

实施例1-4中Al颗粒和NaOH量不变，加入反应的水量不变（20g制氢剂:100ml水），改变催化剂和反应速度控制剂的比例，制氢剂和水在反应釜中产生氢气，经过MFC(Mass Flow Controller)测试瞬时流量，并通过软件直接显示在电脑上。测试4小时的产氢量曲线，如图1，随着辅助催化剂的比例增加，反应速度控制剂的比例减少，氢气大量产生的时间依次提前，其中，实施例4的氢气在反应初始就大量发生，然后急剧减少，接着逐渐平稳，并有减弱的趋势；实施例3与实施例4走向趋于一致，但整体产气量略高于实施例4；而实施例1开始很长一段时间都维持较低的气量，约3小时后气量增大；实施例2与实施例1在前3小时内曲线类似，但之后气量有飙升的迹象。由此可得知，若是需氢量较大但时间要求不太长的（<4小时），可选择实施例3的配方；若需氢量不太大但要求时间持久（>4小时），可选择实施例1的配方。