[发明专利]一种利用硼氢化钠水解制氢的化学组分

说明书

本发明涉及一种利用硼氢化钠水解制氢的化学组分；本发明提供的化学组分是由硼氢化物、酸和水组成，其中硼氢化物和酸均是固体粉末。在本发明中，硼氢化物是NaBH₄，酸是H₃BO₃，配方组成如下：NaBH₄：10～17％，H₃BO₃：50～70％，水：余量。该化学组分具有高效制氢、安全、环保和使用方便等优点。NaBH₄储氢密度高，在常温下可与水反应生成H₂，但随着反应的进行溶液的pH逐渐升高，反应逐渐减小，反应效率低。在体系中加入H₃BO₃可降低溶液的pH，增大反应效率。反应产物中只有H₂一种气体，保证了H₂的高浓度，副产物可以回收利用。NaBH₄和H₃BO₃价格低廉，制氢成本较低。

一、技术领域

本发明涉及一种利用硼氢化钠水解制氢的化学组分，属于新能源领域。

二、技术背景

氢能是一种二次能源，是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。目前人们主要通过如下几种方法获取H₂：水电解制氢、硼氢化物水解制氢、甲醇重整制氢、天然气重整制氢和煤及焦炭气化制氢。在众多的氢化物中，NaBH₄因为其具有较高的含氢量而被人们大量研究。在常温下NaBH₄在水中的水解速率缓慢，且随着反应的进行溶液pH越来越高提高，水解速率越来越慢。

在常温下加入催化剂也可以显著地提高NaBH₄制氢反应速率。NaBH₄水解的催化剂种类很多，大致可以分为均相催化剂和多相催化剂。均相催化剂主要为酸催化剂、Ru(III)的乙酰丙酮化物、Co(II)的盐溶液等，多相催化剂主要为金属催化剂，金属催化剂根据活性组分是否负载在载体上可以分为非负载型金属催化剂和负载型金属催化剂。目前金属催化剂催化NaBH₄水解制氢存在的主要问题是催化剂的失活问题。而且金属催化剂往往价格昂贵，难以工业化生产。

三、发明内容

本发明目的在于提供一种高效、安全、环保、使用方便的化学组分，实现了在安全便地产生H₂的同时，又使反应效率达到最高，并且其副产物对环境无污染，可以回收利用。本发明的技术方案是通过NaBH₄与水发生水解反应生成H₂，将H₃BO₃溶于水从而降低溶液的pH，降低NaBH₄水解反应的活化能，提高NaBH₄水解制氢的反应效率。在实际使用时，当NaBH₄与水接触时会立马产生H₂，所以要注意防止H₂的泄露。具体配方如下：

硼氢化物：10～17％

酸：50～70％

水：余量

本发明的技术原理在于利用了NaBH₄与水反应可以生成H₂和NaBO₂：

NaBH₄+2H₂O＝4H₂↑+NaBO₂

在常温下NaBH₄在水中的水解速率缓慢，且随着反应的进行溶液的pH越来越高提高，水解速率越来越慢。在体系中加入H₃BO₃可达到降低体系pH，加快NaBH₄水解制氢反应速率的效果。

本发明实施后的有益效果是：