产生氢气的方法技术

一种在减少起泡的情况下产生氢气的方法，该方法为在过渡金属催化剂的存在下，将水与包含硼氢化物化合物和碱的固体组合物混合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由含硼氢化物的制剂。该方法可以用来在燃料电池中产生氢气。
技术介绍
已知含硼氢化物的组合物可以作为氢气燃料电池的氢气源，通常以水溶液的形式 使用。人们也已使用固体的含硼氢化物的组合物。例如，美国专利公开第2005/0238573号 揭示了使用固体硼氢化钠，固体硼氢化钠与含水酸混合以制备氢气。但是，该参考文献并未 充分解决在产生氢气的过程中起泡过多的问题。 本专利技术解决的问题是找到一种由含硼氢化物的制剂，该方法能够 在减少起泡的情况下产生氢气。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，该方法包括将包含水的液体加入固体组合物 中，所述固体组合物包含5-40重量％的至少一种碱，60_95重量％的至少一种硼氢化物化 合物；其中，所述固体组合物和液体中的至少一种包含至少一种来自第8、9和10族的过渡 金属盐；所述液体包含少于5重量％的酸。具体实施例方式除非另外说明，百分数为重量百分数(重量％ )，温度的单位为t:。酸表示pKa不大于6的化合物。有机酸表示包含碳的酸。无机酸表示不含碳的酸。碱是pKa至少为8、在5(TC下为固体的化合物。在本文中，pKa值表示得自pKa值的标准表的那些值，通 常在20-25。C测量。 在一些实施方式中，所述固体组合物中硼氢化物化合物的含量至少为70%，或者 至少为75%，或者至少为78%，或者至少为80%，或者至少为81%，或者至少为82% ;在 一些实施方式中，硼氢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% ;在一些实施方式中，碱的含量不大于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%。在本专利技术的一些实施方式 中，所述固体组合物中碱的含量至少为6%，或者至少为8%，或者至少为10%，或者至少为 12% 。较佳的是，所述硼氢化物化合物是满足以下条件的金属盐其包含来自元素周期表第 1，2，4，5，7，11，12或13族的金属阳离子，或者它们的混合物。在一个实施方式中，所述硼氢 化物化合物是碱金属硼氢化物或其混合物；或者其包括硼氢化钠(SBH)或硼氢化钾(KBH) 或其混合物，或者是硼氢化钠。较佳的是，所述碱是碱金属氢氧化物或其混合物，碱金属醇 盐或碱土金属醇盐或其组合；或者是碱金属氢氧化物，或者甲醇钠或甲醇钾，或者它们的混 合物；或者是氢氧化钠、氢氧化锂或氢氧化钾，或者甲醇钠或甲醇钾，或者它们的混合物； 或者是氢氧化钠或者氢氧化钾；或者是氢氧化钠。可以存在一种以上碱金属硼氢化物以及一种以上的碱。 将含水液体加入固体组合物中，所述液体本身是水，或者是水溶液。在本专利技术的一 些实施方式中，所述液体至少包含82%的水，或者至少85%的水，或者至少88%的水，或者 至少90%的水。所述液体包含少于5%的酸。酸的例子包括例如有机酸和无机酸。有机酸 的例子包括羧酸，例如C2-C5 二羧酸，C2-C5羟基羧酸，C2-C5羟基二羧酸或三羧酸，或其组合， 例如苹果酸，柠檬酸，酒石酸，丙二酸和草酸。无机酸的例子包括浓的无机酸，例如盐酸、硫 酸和/或磷酸。在本专利技术的一些实施方式中，液体包含少于4%的酸，或者少于3% ，或者少 于2 % ，或者少于1 % ，或者少于0. 5 % 。在本专利技术的一些实施方式中，所述液体的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。在一些实施方式 中，所述液体包含少于1 %的无机酸，或者少于0. 5 % ，或者少于0. 2 % ，或者少于0. 1 % 。 本专利技术的固体组合物可以是任意合适的形式。合适的固体形式的例子包括粉末、 颗粒、压縮固体材料。较佳的是，粉末的平均粒度小于80目(177iim)。较佳的是，颗粒的平 均粒度为10目(2000 iim)至40目(425 y m)。压縮的固体材料可以具有由包括氢气生成系 统的设备决定的尺寸和形状。在本专利技术的一个实施方式中，压縮的固体材料为用于其它领 域的常规小球或者胶囊型片剂形式。用来形成压縮固体材料的压縮压力并不是关键性的。 所述固体组合物和液体中的至少一种包含能够催化硼氢化物水解的至少一种物 质，即第8 、 9和10族的过渡金属的盐；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。在本专利技术的一个实施方式中，过渡金属盐在20 °C的水中的溶解度 至少为lg/100g水，或者至少为2g/100g水，或者至少为5g/100g水，或者至少为10g/100g 水，或者至少为20g/100g水。 一种特别优选的催化剂是氯化钴(11)。较佳的是，没有以零 价金属形式存在的过渡金属。在本专利技术中，过渡金属或其盐不存在于不溶性固体载体或不 溶性金属上，所述不溶性固体载体是例如碳、二氧化硅、氧化铝、离子交换树脂或者其它树 脂载体，不溶性金属盐是例如硫酸钡或者碳酸钙。对于该排除来说，不溶性表示在20°C 的水中的溶解度小于O. lg/100g水。如果催化剂存在于固体组合物中，优选催化剂的含量 不大于15%。在本专利技术的一些实施方式中，固体组合物中催化剂的含量至少为0.5%，或者 至少为1 % ，或者至少为2% ，或者至少为3% ，或者至少为4% ，或者至少为4. 5% ，或者至少 为5%;在一些实施方式中，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 % 。在本专利技术的一些实施方式中，当固体组合物中催 化剂的含量至少为3 %的时候，液体中的含量不大于5 % ;或者当固体中的含量至少为4 % 的时候，液体中的含量不大于3 %;或者当固体重的含量至少为5 %的时候，则液体中的含量 不大于2 % 。在本专利技术的一些实施方式中，所述液体包含不大于2 %的催化剂，或者包含不 大于1 %的催化剂，或者不大于0. 5 % ，或者不大于0. 1 % 。当催化剂主要存在于液体中的 时候，在一些实施方式中，其浓度至少为3% ，或者至少为4% ，或者至少为4. 5% ，或者至少 为5% ，或者至少为8% ，或者至少为9% ;在一些实施方式中，所述浓度不大于20% ，或者不 大于15%，或者不大于12%;在这些实施方式中，所述固体组合物优选包含不大于2%的催 化剂，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%。在一些实施方式中，所述固体组合物中催化剂含量与液体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% ;在一些实施方式中，所述含量之和至少为4% ，或者 至少为4. 5 % ，或者至少为5 % 。在本专利技术的一些实施方式中，加入固体组合物中的液体当 中除了水和催化剂以外的任何物质的含量小于5% ，或者小于4% ，或者小于3% 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种产生氢气的方法，该方法包括：将含水的液体加入固体组合物中，所述组合物包含５－４０重量％的至少一种碱，以及６０－９５重量％的至少一种硼氢化物化合物；其中，所述固体组合物和液体中的至少一种包含至少一种来自第８、９和１０族的过渡金属盐；所述液体包含少于５重量％的酸。

【技术特征摘要】
US 2008-12-10 61/201,390一种产生氢气的方法，该方法包括将含水的液体加入固体组合物中，所述组合物包含5-40重量％的至少一种碱，以及60-95重量％的至少一种硼氢化物化合物；其中，所述固体组合物和液体中的至少一种包含至少一种来自第8、9和10族的过渡金属盐；所述液体包含少于5重量％的酸。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种硼氢化物化合物是至少一种 碱金属硼氢化物，所述至少一种碱是氢氧化钠、氢氧化锂或氢氧化钾，甲醇钠或甲醇钾，或 者它们的组合。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固体组合物包含5-25重量％的所述至 少一种碱，70-85重量％的所述至少一种硼氢化物化合物，以及2-15重量％的所述至少一 种来自第8、9和IO族的过渡金属盐。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一种碱金属硼氢化物是硼氢化钠、 硼氢化钾或它们的组合。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述液体包含不大于2重量％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J纳吉姆，JH亚玛莫托，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]