硼氢化钠水解制氢研究进展.pdfVIP

学兔兔 第38卷 第4期 化 工 技 术 与 开 发 Vlo1．38 No．4 2009年4月 Technology Development of Chemical Industry Apr．2009 雷国 固 硼氢化钠水解制氢研究进展 王志远 ，周 晶 ，高洪涛 (1．山东化工高级技工学院，山东枣庄 277500；2．青岛科技大学化学与分子工程学院，山东青岛 266042) 摘 要：硼氢化钠水解制氢作为一种安全、方便的新型制氢技术成为当前燃料电池氢源研究中的热点课题之 一 。 本文介绍了硼氢化钠制氢原理，综述了硼氢化钠水解催化剂和反应动力学研究进展，并对硼氢化钠制氢技术 实用化前景进行了展望。 关键词：硼氢化钠；水解制氢；催化剂 中图分类号：TM 911．14 TQ 116．2 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(2009)04—0015 05 氢作为一种高效、清洁的能源已经越来越受到 并对硼氢化钠制氢技术实用化前景进行展望。 重视。近几年，质子交换膜燃料电池发展迅速，并已 1 硼氢化钠制氢基本原理 经取得了一些突破性的进展，有望成为21世纪的重 要发电方式…1。燃料电池的最佳燃料为氢，利用氢 Schlesinger等[5]发现在催化剂存在下，硼氢化 作为载能体，采用燃料电池技术将氢与大气中的氧 钠在碱性水溶液中可水解产生氢气和水溶性亚硼酸 转化为各种用途的电能，如汽车动力、家庭用电等。 钠，反应如下： 化学制氢是目前应用最为广泛的制氢方式，其中催 NaBI-h+2H2o一4H2+NaBO2 (1) 化重整技术仍然是大规模制氢的主流【2 J。随着燃 25℃标准状态下，式(1)中各反应物及生成物 料电池这一环境友好的发电方式在技术上的突破， 的焓分别为一188．61 kJ(NaBH4)，一571．66 以及燃料电池在固定电站、电动汽车、电子产品等方 (2H／O)，一977．0 kJ(NaBO2)和0 kJ(4H2)，即该反 面日益增多的应用，对制氢的方便性和灵活性提出 应过程的焓变为一217 kJ，是放热反应。如果没有 了新的要求。 催化剂，上述反应也能进行，其反应速度与溶液的 但是，用氢气作燃料电池的燃料也存在许多困 pH值和温度有关。Kreevoy等[ ]提出了如下经验 难，主要是缺乏方便、可直接利用的供氢方法和安 公式： 全、高效、经济、轻便的储氢技术[3--4]。因此，发展 Log￡1／2=pH一(0．034T一1．92) (2) 氢能汽车和轻便电源的主要技术关键之一是能找到 式中tl／2是半衰期(NaBH4水溶液分解1,2所 安全生产、储送和储存氢气的技术。 耗费的时间)，以min为单位；T是绝对温度，K。由 硼氢化物催化水解发生氢气是一种方便、实用、 该式计算的不同pH值和不同温度下，NaBH4水溶 且能有效制备高纯度氢气的新型氢气发生技术。氢 液的半衰期列于表1。 ’ 的生成速度容易控制；制得的氢气纯度高，不需要纯 由表1可见，当pH值为8时，即使在常温下， 化过程，可直接作为燃料电池的燃料；催化剂可以循 NaBR溶液也会很快水解。因此，为了使NaBt-I4制 环使用；甚至在0℃下也可以产生氢