[发明专利]一种Al-LiCl-Bi2

说明书

本发明公开了一种Al‑LiCl‑Bi₂O₃铝基复合制氢材料的制备方法，该材料由铝粉和添加物经机械球磨混合而成。添加物由LiCl和Bi₂O₃混合而成；铝粉的质量百分比为50‑95%，添加物质量百分比为5‑50%。所述铝基复合制氢材料制备方法包括：1）按比例分别称取铝粉、LiCl和Bi₂O₃加入球磨罐中，再按球料比，加入磨球，密封，罐中充入氩气保护；2）将球磨罐放入球磨机球磨，设定球磨转速，球磨时间；3）最后取出所制得的铝基复合材料。本发明具有产氢性能好，成本低廉，工艺简单，并且在便携式移动氢源、燃料电池供氢的等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于氢气制备技术领域，具体是一种Al-LiCl-Bi₂O₃铝基复合制氢材料的制备方法及其应用。

背景技术

氢能是21世纪人类公认的最具发展前景的二次能源，与其他能源相比具有燃烧热值高，来源丰富，无污染，高效可控的有点。

铝基制氢材料具有能量密度大、便于储存、原料成本低廉、原料易获得、铝水反应产物环境友好,可循环使用等优点。在便携式移动氢源、燃料电池供氢等领域有着广泛的应用前景。但是铝表面易形成一层致密氧化膜,抑制铝与水最开始的反应，并且水解反应过程中还会生成Al(OH)₃沉淀薄膜，阻碍铝水反应的进行，因此如何破除铝表面的氧化膜成为铝水制氢技术的关键。

目前，在铝基材料的制备领域中，国内外科研工作者使用的最多方法还是机械球磨法，其中主要应用到的球磨机类型是高能行星球磨机械球磨法。2007年Xu等人（Fan M Q,Xu F, Sun L X, et al. Hydrolysis of ball milling Al–Bi–hydride and Al–Bi–saltmixture for hydrogen generation[J]. Journal of Alloys Compounds, 2008, 460(1–2):125-129.）采用机械球磨法制备了Al-Bi-无机盐制氢材料，其中Al-10%Bi-10%MgCl₂产氢量为1050ml.g-1，产氢转换率为93.4%。但该材料存在以下问题：1、添加金属单质球磨，样品材料容易发生团聚；2制氢材料的产氢速率低；3材料Al的含量低于80%，添加物的量大，单位质量产氢量低。

2011年Dupiano等人（Dupiano P, Stamatis D, Dreizin E L. Hydrogenproduction by reacting water with mechanically milled composite aluminum-metal oxide powders. Fuel Energy Abstracts, 2011, 36(8): 4781-4791）将铝粉与MgO、CuO、Al₂O₃、MoO₃和Bi₂O₃分别进行机械球磨，发现能有效促进铝水反应。其中Al-Bi₂O₃效果最好，产氢量为1150 ml.g-1，产氢率达100%。但该材料存在以下问题：材料的产氢性能需要在80摄氏度条件下实现，在常温条件下其产氢性能明显的降低。

2013年Chen等人用机械球磨法将氧化物CaO与无机盐NaCl进行球磨制备备了Al-CaO-NaCl制氢材料（Chen X, Zhao Z, Hao M, et al. Research of hydrogengeneration by the reaction of Al-based materials with water[J]. Journal ofPower Sources, 2013, 222(2):188-195.），Al-35%CaO-7%NaCl制氢材料的产氢率能达到100%，但该材料存在以下问题：材料Al的含量低于70%，添加物的量大，单位质量产氢量低。