鋁水制氫反應(yīng)機(jī)制與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、氫是一種重要的二次能源，能夠利用來(lái)儲(chǔ)存能量，具有資源豐富、環(huán)境友好、熱值高、燃燒性能好、潛在經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。氫能的推廣主要受到了制氫技術(shù)、貯存方式及運(yùn)輸途徑三方面的限制。目前現(xiàn)行工業(yè)用氫都采用化石燃料制氫和電解水制氫為主要的制氫方法，這樣的造氫效率不高，需要消耗大量能源，并對(duì)環(huán)境污染較大。本文利用金屬鋁與水的反應(yīng)來(lái)制取氫氣，不但可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)制氫和即時(shí)供氫，而且通過(guò)添加不同的礦物組分催化反應(yīng)降低制氫成本。
　　金屬鋁是一種很有應(yīng)用

2、前景的載能體，具有資源豐富、能量密度大、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。但是在常溫下金屬鋁很容易被氧化，表面生成致密的保護(hù)膜致使鋁水反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行。本文圍繞致密氧化膜的破壞分為三個(gè)部分。第一部分考察了NaOH的添加量、礦物添加劑(CaO、MgO、NaCl)的添加形式和不同配比以及不同反應(yīng)溫度對(duì)鋁水制氫特性的影響，結(jié)合氣相色譜、SEM-EDS和XRD對(duì)反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行探索；第二部分在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)采用高鈣粉煤灰替代原始礦物添加劑在污水中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化

3、實(shí)驗(yàn)配比；第三部分建立了鋁水制氫的動(dòng)力學(xué)模型。
　　研究結(jié)果表明：NaOH以催化劑的形式參與反應(yīng)過(guò)程，摩爾濃度越高產(chǎn)氫速率越快，反應(yīng)越完全，反應(yīng)過(guò)程中有大量熱量產(chǎn)生；礦物添加劑CaO和MgO通過(guò)生成不同的中間產(chǎn)物破壞致密的氧化膜使反應(yīng)得以持續(xù)進(jìn)行，NaCl的添加增強(qiáng)了堿性環(huán)境，提高轉(zhuǎn)化率，確定了反應(yīng)的最佳礦物配比，并對(duì)反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了推斷；反應(yīng)溫度對(duì)轉(zhuǎn)化率沒(méi)有影響，但加快了反應(yīng)速率。每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)制氫純度均高達(dá)99.9％以上，通過(guò)氫燃料電