一种可逆储氢材料及其制备方法与流程

本发明涉及氢能存储，尤其涉及一种可逆储氢材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着石化资源的日益枯竭及其造成的环境污染，开发非污染的再生能源成为了目前人类面临的紧迫任务，而氢能则被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。然而，由于缺少方便有效的储氢材料和储氢技术，导致氢能的应用长期以来受到了很大阻碍。

2、目前研究的储氢材料主要有储氢合金、配位氢化物、氨基化合物、有机液体、碳基材料和金属有机框架材料等，其中趋于成熟的储氢合金材料主要有稀土系ab5型、ab2型、镁基和fe-ti系列4大系列，其中稀土系ab5型储氢合金lani5是市场上应用最早的一种储氢合金，其优点是活化容易、分解氢压适中，吸放氢平衡压差较小，动力学性能优良，不易中毒，然而其缺点是在吸氢后会发生晶格膨胀，合金易粉碎，并且由于镧是较重的元素，导致储氢后氢的质量分数较低。因此亟需提供一种方案改善这一问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可逆储氢材料及其制备方法，能够提高储氢后储氢材料中氢的质量分数，同时提高其储氢可逆性。

2、第一方面，本发明提供的一种可逆储氢材料，以重量百分比计包括以下组分：20-30％的储氢催化剂、10-15％的载体物和余量的稀土氧化物；所述储氢催化剂包括钴基催化剂和锌基催化剂中的至少一种。

3、可选地，当所述储氢催化剂包括钴基催化剂时，所述钴基催化剂的制备方法包括以下步骤：将钴盐与钙盐溶解在聚乙二醇水混合液后蒸干溶剂制得前驱体，对所述前驱体在500-700℃的氮气气氛下煅烧后制得钴基催化剂。

4、可选地，将钴盐与钙盐溶解在聚乙二醇水溶液后，混合溶液中钴离子与钙离子的摩尔比为1：(0.2-0.3)。

5、可选地，当所述储氢催化剂包括锌基催化剂时，所述锌基催化剂的制备方法包括以下步骤：将硝酸锌水合物在300-400℃煅烧后制得锌前驱体，将所述锌前驱体投入溶解有镍盐的溶液后搅拌浸渍后过滤制得锌中间体，将所述锌中间体置于100-200℃环境中干燥后研磨制得锌催化剂。

6、可选地，将所述锌前驱体投入溶解有镍盐的溶液时，所述锌前驱体与所述镍盐的质量比为1：(5-8)。

7、可选地，当所述储氢催化剂包括钴基催化剂和锌基催化剂时，所述钴基催化剂与所述锌基催化剂的质量比为1：(1-2)。

8、可选地，所述稀土氧化物包括ceo2、y2o3、nd2o3、gd2o3和la2o3中的至少一种。

9、可选地，所述载体物包括二氧化硅、三氧化二铝中的至少一种。

10、第二方面，本发明还提供了一种可逆储氢材料的制备方法，包括以下步骤：将储氢催化剂与稀土氧化物研磨过筛后投入硼氢化钠碱性水溶液中搅拌反应后过滤洗涤干燥，制得储氢前体材料；将储氢前体材料与载体物投入分散液中加热至所述分散液的沸点温度后保温沸腾2-3h后过滤干燥，制得储氢材料。

11、可选地，所述分散液包括去离子水。

技术特征：

1.一种可逆储氢材料，其特征在于，以重量百分比计包括以下组分：20-30％的储氢催化剂、10-15％的载体物和余量的稀土氧化物；所述储氢催化剂包括钴基催化剂和锌基催化剂中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的可逆储氢材料，其特征在于，当所述储氢催化剂包括钴基催化剂时，所述钴基催化剂的制备方法包括以下步骤：将钴盐与钙盐溶解在聚乙二醇水混合液后蒸干溶剂制得前驱体，对所述前驱体在500-700℃的氮气气氛下煅烧后制得钴基催化剂。

3.根据权利要求2所述的可逆储氢材料，其特征在于，将钴盐与钙盐溶解在聚乙二醇水溶液后，混合溶液中钴离子与钙离子的摩尔比为1：(0.2-0.3)。

4.根据权利要求1所述的可逆储氢材料，其特征在于，当所述储氢催化剂包括锌基催化剂时，所述锌基催化剂的制备方法包括以下步骤：将硝酸锌水合物在300-400℃煅烧后制得锌前驱体，将所述锌前驱体投入溶解有镍盐的溶液后搅拌浸渍后过滤制得锌中间体，将所述锌中间体置于100-200℃环境中干燥后研磨制得锌催化剂。

5.根据权利要求4所述的可逆储氢材料，其特征在于，将所述锌前驱体投入溶解有镍盐的溶液时，所述锌前驱体与所述镍盐的质量比为1：(5-8)。

6.根据权利要求1所述的可逆储氢材料，其特征在于，当所述储氢催化剂包括钴基催化剂和锌基催化剂时，所述钴基催化剂与所述锌基催化剂的质量比为1：(1-2)。

7.根据权利要求1所述的可逆储氢材料，其特征在于，所述稀土氧化物包括ceo2、y2o3、nd2o3、gd2o3和la2o3中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的可逆储氢材料，其特征在于，所述载体物包括二氧化硅、三氧化二铝中的至少一种。

9.一种如权利要求1至8任一项所述可逆储氢材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将储氢催化剂与稀土氧化物研磨过筛后投入硼氢化钠碱性水溶液中搅拌反应后过滤洗涤干燥，制得储氢前体材料；将储氢前体材料与载体物投入分散液中加热至所述分散液的沸点温度后保温沸腾2-3h后过滤干燥，制得储氢材料。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述分散液包括去离子水。

技术总结本发明提供了一种可逆储氢材料及其制备方法，涉及氢能存储技术领域。本发明提供的可逆储氢材料，以重量百分比计包括以下组分：20‑30％的储氢催化剂、10‑15％的载体物和余量的稀土氧化物；所述储氢催化剂包括钴基催化剂和锌基催化剂中的至少一种。本发明提供的制备方法包括以下步骤：将储氢催化剂与稀土氧化物研磨过筛后投入硼氢化钠碱性水溶液中搅拌反应后过滤洗涤干燥，制得储氢前体材料；将储氢前体材料与载体物投入分散液中加热至所述分散液的沸点温度后保温沸腾2‑3h后过滤干燥，制得储氢材料。本发明能够提高储氢后储氢材料中氢的质量分数，同时提高其储氢可逆性。技术研发人员：何建忠,王振中受保护的技术使用者：上海天阳钢管有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29