鋁-水反應(yīng)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(guān)注。氫能經(jīng)濟(jì)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(guān)注，因?yàn)殇X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(yīng)。但是堿性溶液有很強(qiáng)的腐蝕性，對設(shè)備要求較高。本實(shí)驗(yàn)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(fù)合物以及Al/Ni/NaCl復(fù)合物的水解制氫，并采用XRD、SEM、EDS等對

2、復(fù)合物及其產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。
　　主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下:
　　(1)鋁粉在AlCl3，F(xiàn)eCl3，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(chǎn)生量之間的關(guān)系。結(jié)果表明氫產(chǎn)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(chǎn)量達(dá)到最大。產(chǎn)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(zhì)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(dāng)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(diǎn)制備了Al/NaCl復(fù)合物，并討論Al/NaCl在H2O、NaOH和NiCl2溶液中反應(yīng)制氫效果。NaCl的溶解增大了Al/H2O反應(yīng)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(yīng)

4、，從而改善反應(yīng)誘導(dǎo)期與氫氣生成量。NaOH和NiCl2作為催化劑均能加速Al/H2O反應(yīng)。NaOH與Al2O3或Al(OH)3生成鹽，而消除氧化層，使得Al/H2O反應(yīng)的誘導(dǎo)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(yīng)在H2O和NaOH溶液中的副產(chǎn)物為Al(OH)3，在NiCl2中的產(chǎn)物為Ni。
　　(3)采用混合球磨法制備Al/Ni/NaCl復(fù)合物產(chǎn)生氫