[发明专利]铝基复合制氢剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种铝基复合制氢剂、制备方法及其应用，涉及制氢技术领域。该制氢剂主要由以下质量百分比的制剂制备而成：制剂A0～60％、制剂B0～50％和制剂C0～50％，制剂A、制剂B和制剂C中至少有两种含量不同时为0；制剂A主要由以下组分组成：铝粉70～90％和氢氧化钠10～30％；制剂B主要由以下组分组成：铝粉70～90％和碳酸氢钠10～30％；制剂C主要由以下组分组成：铝粉70～90％和氧化钙10～30％。本发明缓解了传统制氢过程产氢速率、产氢量不好稳定控制，且安全性差的问题，本发明的制氢剂产氢速率及产氢量稳定，容易控制，且该制氢剂污染小、成本低、效率高、使用安全，能够满足燃料电池使用要求。

技术领域

本发明涉及制氢技术领域，具体而言，涉及一种铝基复合制氢剂、制备方法及其应用。

背景技术

随着环境的恶化和石化燃料的枯竭，氢能作为一种清洁无污染的可再生二次能源正日益受到人们的关注。质子交换膜燃料电池是将存在于氢气与氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置，由于燃料电池具有质量轻、无振动、噪声小、启动快、供电可靠等诸多优点，可成为一系列便携式应用电力来源的新选择。但是燃料电池由于缺少高效、安全、响应迅速的在线供氢技术，氢气的快速制取和安全储运也是一大问题，因此燃料电池推广比较慢。工业上主要采用高压钢瓶储氢和低温液化储氢，此种方法储氢质量不足储气钢瓶的10％。

目前制氢的方法包括电解制氢、热解制氢、光化制氢、放射能水解制氢、化学法制氢和生物制氢等。但是这些制氢方法都存在不同程度的缺陷：例如天然气水蒸气重整制氢或者天然气部分氧化制氢，制备过程中会产生大量副产物如二氧化碳等温室气体，对环境污染较大且效率较低；电解水制氢虽工艺简单、无污染但消耗电量大；硼氢化钠水溶液制氢，可控制产氢速率和氢产量，可实现现场制氢和及时供氢，避免氢气储存问题，但硼氢化钠成本高且回收困难，很难广泛应用。

另一种可行的制氢方法是铝水制氢，金属铝是一种储量丰富、比能量高、性质活泼的金属，与水反应产生氢气具有很大的热力学趋势，但在常温常压下，铝表面会形成氧化物阻碍铝与水反应，并且纯铝产氢速率和氢气量较难控制。目前的铝水制氢直接将铝粉或者金属铝加入碱性溶液中，由于碱性溶液的碱度不同而影响产氢速率。当pH过高时氢气产生速度过快，人为无法控制，需要添加储存罐进行氢气储存，并且此生产过程十分不安全。

虽然目前制备氢气的方法很多，但是存在污染大、效率低、耗能大、成本高，产氢速率和产氢量不好稳定控制，且安全性差，不能直接应用于燃料电池中。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种铝基复合制氢剂，该制氢剂由至少两种含不同固体碱和铝粉的制剂复合制得，先将铝粉与不同的固体碱制成不同制剂，再将不同制剂按比例混合成复合制氢剂，这种方式获得的制氢剂产氢速率及产氢量稳定，容易控制，且该制氢剂污染小、成本低、效率高、使用安全，能够满足燃料电池的使用要求。

本发明的目的之二在于提供一种铝基复合制氢剂的制备方法，该方法通过将两种以上的不同组分混合制得的制剂A、制剂B和制剂C进行复配，压制成型，得到成型制氢剂，制备方法简便、环保。

本发明的目的之三在于提供一种使用上述铝基复合制氢剂的制氢反应，将铝基复合制氢剂放入无纺布中，放入水中进行水解反应，反应简单，制氢效率高，具有与铝基复合制氢剂相同的优势，可直接获得稳定安全的氢气，产氢速率及产氢量稳定，容易控制，可直接用于燃料电池发电。

本发明的目的之四在于提供一种上述铝基复合制氢剂在燃料电池中的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

根据本发明的第一个方面，提供了一种铝基复合制氢剂，铝基复合制氢剂主要由以下质量百分比的制剂制备而成：制剂A 0～60％、制剂B 0～50％和制剂C 0～50％，且制剂A、制剂B和制剂C中至少有两种含量不同时为0；