產生氫氣的方法技術

一種在減少起泡的情況下產生氫氣的方法，該方法為在過渡金屬催化劑的存在下，將水與包含硼氫化物化合物和堿的固體組合物混合。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及由含硼氫化物的制劑。該方法可以用來在燃料電池中產生氫氣。
技術介紹
已知含硼氫化物的組合物可以作為氫氣燃料電池的氫氣源，通常以水溶液的形式 使用。人們也已使用固體的含硼氫化物的組合物。例如，美國專利公開第2005/0238573號 揭示了使用固體硼氫化鈉，固體硼氫化鈉與含水酸混合以制備氫氣。但是，該參考文獻并未 充分解決在產生氫氣的過程中起泡過多的問題。 本專利技術解決的問題是找到一種由含硼氫化物的制劑，該方法能夠 在減少起泡的情況下產生氫氣。
技術實現思路
本專利技術提供了一種，該方法包括將包含水的液體加入固體組合物 中，所述固體組合物包含5-40重量％的至少一種堿，60_95重量％的至少一種硼氫化物化 合物；其中，所述固體組合物和液體中的至少一種包含至少一種來自第8、9和10族的過渡 金屬鹽；所述液體包含少于5重量％的酸。具體實施例方式除非另外說明，百分數為重量百分數(重量％ )，溫度的單位為t:。酸表示pKa不大于6的化合物。有機酸表示包含碳的酸。無機酸表示不含碳的酸。堿是pKa至少為8、在5(TC下為固體的化合物。在本文中，pKa值表示得自pKa值的標準表的那些值，通 常在20-25。C測量。 在一些實施方式中，所述固體組合物中硼氫化物化合物的含量至少為70%，或者 至少為75%，或者至少為78%，或者至少為80%，或者至少為81%，或者至少為82% ;在 一些實施方式中，硼氫化物化合物的含量不大于92 % ，或者不大于90 % ，或者不大于88 % ， 或者不大于85%，或者不大于83% ;在一些實施方式中，堿的含量不大于30%，或者不大 于25%，或者不大于22%，或者不大于20%，或者不大于19%。在本專利技術的一些實施方式 中，所述固體組合物中堿的含量至少為6%，或者至少為8%，或者至少為10%，或者至少為 12% 。較佳的是，所述硼氫化物化合物是滿足以下條件的金屬鹽其包含來自元素周期表第 1，2，4，5，7，11，12或13族的金屬陽離子，或者它們的混合物。在一個實施方式中，所述硼氫 化物化合物是堿金屬硼氫化物或其混合物；或者其包括硼氫化鈉(SBH)或硼氫化鉀(KBH) 或其混合物，或者是硼氫化鈉。較佳的是，所述堿是堿金屬氫氧化物或其混合物，堿金屬醇 鹽或堿土金屬醇鹽或其組合；或者是堿金屬氫氧化物，或者甲醇鈉或甲醇鉀，或者它們的混 合物；或者是氫氧化鈉、氫氧化鋰或氫氧化鉀，或者甲醇鈉或甲醇鉀，或者它們的混合物； 或者是氫氧化鈉或者氫氧化鉀；或者是氫氧化鈉。可以存在一種以上堿金屬硼氫化物以及一種以上的堿。 將含水液體加入固體組合物中，所述液體本身是水，或者是水溶液。在本專利技術的一 些實施方式中，所述液體至少包含82%的水，或者至少85%的水，或者至少88%的水，或者 至少90%的水。所述液體包含少于5%的酸。酸的例子包括例如有機酸和無機酸。有機酸 的例子包括羧酸，例如C2-C5 二羧酸，C2-C5羥基羧酸，C2-C5羥基二羧酸或三羧酸，或其組合， 例如蘋果酸，檸檬酸，酒石酸，丙二酸和草酸。無機酸的例子包括濃的無機酸，例如鹽酸、硫 酸和/或磷酸。在本專利技術的一些實施方式中，液體包含少于4%的酸，或者少于3% ，或者少 于2 % ，或者少于1 % ，或者少于0. 5 % 。在本專利技術的一些實施方式中，所述液體的pH值不小 于7，或者不小于6. 5，或者不小于6，或者不小于5. 5，或者不小于5，或者不小于4. 5 ;或者 不大于13，或者不大于12，或者不大于ll，或者不大于10，或者不大于9。在一些實施方式 中，所述液體包含少于1 %的無機酸，或者少于0. 5 % ，或者少于0. 2 % ，或者少于0. 1 % 。 本專利技術的固體組合物可以是任意合適的形式。合適的固體形式的例子包括粉末、 顆粒、壓縮固體材料。較佳的是，粉末的平均粒度小于80目(177iim)。較佳的是，顆粒的平 均粒度為10目(2000 iim)至40目(425 y m)。壓縮的固體材料可以具有由包括氫氣生成系 統的設備決定的尺寸和形狀。在本專利技術的一個實施方式中，壓縮的固體材料為用于其它領 域的常規小球或者膠囊型片劑形式。用來形成壓縮固體材料的壓縮壓力并不是關鍵性的。 所述固體組合物和液體中的至少一種包含能夠催化硼氫化物水解的至少一種物 質，即第8 、 9和10族的過渡金屬的鹽；例如Co ， Ru， Ni ， Fe ， Rh， Pd， Os ， Ir ， Pt ，或其混合物;以 及Co和/或Ni的硼化物。在本專利技術的一個實施方式中，過渡金屬鹽在20 °C的水中的溶解度 至少為lg/100g水，或者至少為2g/100g水，或者至少為5g/100g水，或者至少為10g/100g 水，或者至少為20g/100g水。 一種特別優選的催化劑是氯化鈷(11)。較佳的是，沒有以零 價金屬形式存在的過渡金屬。在本專利技術中，過渡金屬或其鹽不存在于不溶性固體載體或不 溶性金屬上，所述不溶性固體載體是例如碳、二氧化硅、氧化鋁、離子交換樹脂或者其它樹 脂載體，不溶性金屬鹽是例如硫酸鋇或者碳酸鈣。對于該排除來說，不溶性表示在20°C 的水中的溶解度小于O. lg/100g水。如果催化劑存在于固體組合物中，優選催化劑的含量 不大于15%。在本專利技術的一些實施方式中，固體組合物中催化劑的含量至少為0.5%，或者 至少為1 % ，或者至少為2% ，或者至少為3% ，或者至少為4% ，或者至少為4. 5% ，或者至少 為5%;在一些實施方式中，其含量不大于15%，或者不大于14%，或者不大于13%，或者不 大于12%，或者不大于11%，或者不大于10%，或者不大于9%，或者不大于8%，或者不大 于7 % ，或者不大于6 % ，或者不大于5 % 。在本專利技術的一些實施方式中，當固體組合物中催 化劑的含量至少為3 %的時候，液體中的含量不大于5 % ;或者當固體中的含量至少為4 % 的時候，液體中的含量不大于3 %;或者當固體重的含量至少為5 %的時候，則液體中的含量 不大于2 % 。在本專利技術的一些實施方式中，所述液體包含不大于2 %的催化劑，或者包含不 大于1 %的催化劑，或者不大于0. 5 % ，或者不大于0. 1 % 。當催化劑主要存在于液體中的 時候，在一些實施方式中，其濃度至少為3% ，或者至少為4% ，或者至少為4. 5% ，或者至少 為5% ，或者至少為8% ，或者至少為9% ;在一些實施方式中，所述濃度不大于20% ，或者不 大于15%，或者不大于12%;在這些實施方式中，所述固體組合物優選包含不大于2%的催 化劑，或者不大于1 % ，或者不大于0.5%，或者不大于0.2%，或者不大于0.1%，或者不大 于0.05%。在一些實施方式中，所述固體組合物中催化劑含量與液體中的含量之和不大于415%，或者不大于14%，或者不大于13%，或者不大于12%，或者不大于11%，或者不大于 10% ，或者不大于9% ，或者不大于8% ;在一些實施方式中，所述含量之和至少為4% ，或者 至少為4. 5 % ，或者至少為5 % 。在本專利技術的一些實施方式中，加入固體組合物中的液體當 中除了水和催化劑以外的任何物質的含量小于5% ，或者小于4% ，或者小于3% 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種產生氫氣的方法，該方法包括：將含水的液體加入固體組合物中，所述組合物包含５－４０重量％的至少一種堿，以及６０－９５重量％的至少一種硼氫化物化合物；其中，所述固體組合物和液體中的至少一種包含至少一種來自第８、９和１０族的過渡金屬鹽；所述液體包含少于５重量％的酸。

【技術特征摘要】
US 2008-12-10 61/201,390一種產生氫氣的方法，該方法包括將含水的液體加入固體組合物中，所述組合物包含5-40重量％的至少一種堿，以及60-95重量％的至少一種硼氫化物化合物；其中，所述固體組合物和液體中的至少一種包含至少一種來自第8、9和10族的過渡金屬鹽；所述液體包含少于5重量％的酸。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一種硼氫化物化合物是至少一種 堿金屬硼氫化物，所述至少一種堿是氫氧化鈉、氫氧化鋰或氫氧化鉀，甲醇鈉或甲醇鉀，或 者它們的組合。3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述固體組合物包含5-25重量％的所述至 少一種堿，70-85重量％的所述至少一種硼氫化物化合物，以及2-15重量％的所述至少一 種來自第8、9和IO族的過渡金屬鹽。4. 如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一種堿金屬硼氫化物是硼氫化鈉、 硼氫化鉀或它們的組合。5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述液體包含不大于2重量％的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J納吉姆，JH亞瑪莫托，
申請(專利權)人：羅門哈斯公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]