[发明专利]一种改性铝水解制氢材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性铝水解制氢材料及其制备方法和应用，属于水解制氢技术领域，以重量份数计，所述改性铝水解制氢材料由以下原料组成：91~95份金属铝、8~12份活化金属、5~25份可溶性盐和0.01~0.05份沸石；其中，所述活化金属包括金属钙和金属铁。本发明提供的改性铝水解制氢材料的产氢量和产氢速率分别可达1240 mL/g和329 mL·g^‑1·min^‑1，可有效解决现有改性铝水解制氢材料中存在的如制备成本高、产氢量低和产氢速率不高等问题。

技术领域

本申请涉及水解制氢技术领域，尤其涉及一种改性铝水解制氢材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着化石能源的枯竭以及燃烧带来的环境问题逐渐引起广泛的重视，氢能已得到越来越广泛的研究和应用，尤其是结合燃料电池的使用，可提高氢能的利用率。目前，活性铝材料由于具有价格低廉、制备方法简单、产氢效率高等特点，被认为是生产移动氢源的理想材料。但是，实际使用中由于铝比较活泼，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。

为了解决上述阻碍活性铝材料制氢的问题，现有技术中已有一些改性铝水解制氢材料制备的报道。具体来说，现有技术（如中国专利CN102992263A公开了一种Al-Bi-NaCl-碱金属或氢化物水解制氢复合材料）大多采用如Sn, In, Ga，Bi等低熔点金属作为活化金属和可溶性盐作为添加剂对金属铝进行改性，制得改性铝水解制氢材料。但现有改性铝水解制氢材料因贵金属含量较高且不可回收利用，导致成本高；同时，现有改性铝水解制氢材料的产氢量和产氢速率不高，难以满足氢燃料电池汽车的要求。

发明内容

本申请实施例提供了一种改性铝水解制氢材料及其制备方法和应用，以解决现有改性铝水解制氢材料中存在的如制备成本高、产氢量低和产氢速率不高等技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种改性铝水解制氢材料，以重量份数计，所述改性铝水解制氢材料由以下原料组成：91~95份金属铝、8~12份活化金属、5~25份可溶性盐和0.01~0.05份沸石；

其中，所述活化金属包括金属钙和金属铁。

进一步地，以重量份数计，所述改性铝水解制氢材料由以下原料组成：93.5份金属铝、10份活化金属、17.5份可溶性盐和0.03份沸石。

进一步地，所述活化金属是由重量比为（12~15）:（2~4）的金属钙和金属铁组成。

进一步地，所述活化金属是由重量比为13.5 : 3.5的金属钙和金属铁组成。

进一步地，所述可溶性盐是由重量比为（3.5~5）:（1~2）的BaCl₂和Na₂CO₃组成。

进一步地，所述可溶性盐是由重量比为4:1.5的BaCl₂和Na₂CO₃组成。

进一步地，所述沸石为脱除结晶水后的沸石。

第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面所述的改性铝水解制氢材料的制备方法，所述制备方法包括：

于惰性气体保护氛围下，将金属铝、活化金属、可溶性盐和沸石进行机械球磨，得到所述改性铝水解制氢材料。

进一步地，所述机械球磨的工作参数包括：球料比为（2~20）: 1；球磨时间为2~12h。

第三方面，本申请实施例提供了第一方面所述的改性铝水解制氢材料在制备氢燃料电池中的应用。

与现有技术相比，本申请实施例提供的上述技术方案至少具有如下优点：