[发明专利]储氢复合材料及其形成方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种储氢材料，特别有关于一种改善低温放氢效能的储氢复合材料及其形成方法。

背景技术

氢能源属于洁净的能源，然而氢气的储存及输送方式需要符合安全与低成本的要求。目前储氢罐内也多使用金属材料作为储存及输送氢气的载体。金属储氢材料具有稳定且足以容纳高单位密度氢原子的氢化物相，只需在适当温度、压力的环境条件下进行操作，就可以控制其吸放氢的趋势而重复使用。从产氢端制造出来的氢气，经由储氢材料吸收，能够大量且安全地运往应用端。而储氢材料在降低压力释放出氢气后，可再回复原状重新使用。

然而，在传统的储氢材料中，若为放氢温度低的材料，则其吸氢效率也较差；若为吸氢效能优良的材料，则其放氢温度也较高。例如镁金属基材的放氢温度通常为200-300℃，因此传统的金属储氢材料无法同时达到高储氢量与低温放氢的要求。

发明内容

本发明的实施例为结合储氢合金材料与放氢金属的储氢复合材料及其制备方法。此储氢复合材料具备高储氢量与快速吸氢的优势，并且可以在较低的温度释放氢气，有利于氢能应用端的操作。并且可以减少氢能应用时的能源耗损。

依据本发明的一实施例，提供一种储氢复合材料，包括：催化剂与储氢基材混合，其中催化剂与储氢基材形成合金相，而放氢金属则是镶嵌于储氢基材和催化剂的表面上，其中放氢金属与储氢基材不形成合金相。

依据本发明的一实施例，提供一种储氢复合材料的形成方法，包括：提供至少一种活性金属，进行第一阶段球磨工艺，形成催化剂，第一阶段球磨工艺的时间为6至12小时；提供储氢基材与催化剂混合，进行第二阶段球磨工艺，形成储氢合金材料，其中第二阶段球磨工艺的时间为6至12小时；最后提供放氢金属与储氢合金材料混合，进行第三阶段球磨工艺，形成储氢复合材料，其中第三球磨工艺的时间为30分钟至1小时。

为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1显示依据本发明一实施例的储氢复合材料的局部示意图。

图2显示依据本发明的一实施例，形成储氢复合材料的方法的流程图。

图3显示依据本发明的实施例1和比较例1的吸氢/放氢量对时间的曲线图。

图4显示依据本发明的实施例1和比较例2的吸氢/放氢量对时间的曲线图。

【主要元件符号说明】

11～储氢基材；

13～催化剂；

15～放氢金属；

S101、S102、S103、S104、S105、S106、S107、S108、S109～储氢复合材料的形成方法的各步骤。

具体实施方式

本发明的实施例将具有高储氢量的储氢基材与提升储氢基材的吸氢效能的催化剂结合，形成储氢合金材料。并且将改善储氢基材的放氢效能的放氢金属镶嵌于储氢合金材料的表面上，形成放氢金属与储氢合金的复合材料。此储氢复合材料兼具高储氢量、快速吸氢以及低温放氢的优势。

参阅图1，其显示为本发明的一实施例，储氢复合材料的局部示意图。储氢复合材料包含储氢基材11与催化剂13混合而成的储氢合金材料，以及放氢金属15镶嵌于储氢基材11与催化剂13的表面上。

储氢基材11为具有高储氢量的材料，例如镁或氢化镁等；催化剂13由至少一种活性金属或多种活性金属的组合形成，活性金属包含催化氢分子解离的活性金属例如Pt、Pd或Ti等，以及降低氢原子穿透能障的活性金属例如Fe、Mn或V等；放氢金属15为对氢亲和力低的纳米级金属，当放氢金属15与氢原子形成氢化物时，在氢化的过程中属于吸热反应(ΔH＞0)。放氢金属15例如为Ni或Al，或前述的合金，放氢金属15的尺寸为10-100nm。放氢金属15可以是一种放氢金属，或者是两种或两种以上放氢金属的合金，其作用为让储氢基材降低放氢能障。