鋁-水反應制氫.pdf

1、氫氣作為一種可再生、環(huán)保及燃燒值高的能源備受關注。氫能經濟對于全球能源需求來說，氫燃料也將替代化石燃料。鋁-堿溶液水解制氫在過去的十幾年備受關注，因為鋁的致密氧化膜被堿性溶液溶解，暴露的新鮮鋁繼續(xù)與水反應。但是堿性溶液有很強的腐蝕性，對設備要求較高。本實驗研究了弱酸及中性環(huán)境對鋁/水制氫的影響。探討了Al/CoCl2/NiCl2弱酸性溶液制氫，Al/NaCl復合物以及Al/Ni/NaCl復合物的水解制氫，并采用XRD、SEM、EDS等對

2、復合物及其產物進行結構表征。
　　主要實驗內容如下:
　　(1)鋁粉在AlCl3，FeCl3，NiCl2和CoCl2不同水溶液中的析氫效果。同時研究了氫氧燃燒電池的放電電流與放氫速率和氫產生量之間的關系。結果表明氫產生量隨著CoCl2濃度從0.5M到2.5M先增大后又減小，CoCl2溶液濃度1M時產量達到最大。產氫量隨著CoCl2，NiCl2濃度的增加顯著降低。研究表明除了Co/Al及Ni/Al微型原電池，pH值以及Cl-對

3、析氫的影響之外，生成的Co、Ni催化劑單質的顆粒度及其比表面積也是因素之一。鋁粉在1MCoCl2溶液中的析氫量隨著溫度升高而增加(30℃～45℃)，當溫度升高到60℃時析氫量開始降低。
　　(2)利用Al在高溫下熔融的特點制備了Al/NaCl復合物，并討論Al/NaCl在H2O、NaOH和NiCl2溶液中反應制氫效果。NaCl的溶解增大了Al/H2O反應的接觸面積，提高了氫氣生成量。溫度的升高能加速NaCl的溶解與Al/H2O反應

4、，從而改善反應誘導期與氫氣生成量。NaOH和NiCl2作為催化劑均能加速Al/H2O反應。NaOH與Al2O3或Al(OH)3生成鹽，而消除氧化層，使得Al/H2O反應的誘導期縮短。在NiCl2溶液中，AlCl3水解降低溶液的pH值與Ni/Al微電池生成都有利于改善氫氣生成量。Al/H2O反應在H2O和NaOH溶液中的副產物為Al(OH)3，在NiCl2中的產物為Ni。
　　(3)采用混合球磨法制備Al/Ni/NaCl復合物產生氫