液态储氢体系的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及储氢技术领域，具体而言，涉及一种液态储氢体系。
【背景技术】
[0002] 氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源，在燃料电池以及代替 化石燃料等方面展现了很好的应用前景。在实际应用过程中，其储存和运输是关键。寻找 高效低成本且能够规模化利用的储氢方法更是关键。
[0003] 现有的储氢方法大致可以分为两种，即物理法和化学法。物理法中典型的有低温 液态储氢法、高压气态储氢法等。其中低温液态储氢法虽然具有较高的体积能量密度，但由 于氢气的临界温度较低，氢气液化要消耗很大的冷却能量，储存中还不可避免地存在蒸发 损失，储存成本较高。高压气态储氢法使用方便，但能量密度较低，且存在安全隐患。
[0004] 近年来，基于化学反应法的储氢技术以其储氢量大，能量密度高，运输方便等优点 引起了很多研究者的关注。理想的储氢体系应该具有较好的可逆加氢/脱氢性能。然而， 现有的基于化学反应法的储氢体系普遍以下存在缺陷：储氢体系的自身凝固点（熔点）过 高，在室温下呈现固态。这使得加氢后呈液态的储氢体系在脱氢过程中，经优先脱氢后所恢 复的储氢体系容易凝结为固体。这些凝结物容易覆盖在脱氢催化剂表面，从而导致脱氢反 应中断。
[0005] 基于上述原因，有必要提供一种在室温下呈现液态的储氢体系，以解决固态储氢 体系易导致的脱氢困难的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在提供一种液态储氢体系，以解决现有技术中储氢体系熔点过高导致的 脱氢困难的问题。
[0007] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种液态储氢体系，其包括至 少两种不同的储氢组分，储氢组分为不饱和芳香烃或杂环不饱和化合物，且至少一种储氢 组分为烙点低于80°c的低烙点化合物。
[0008] 进一步地，储氢组分选自杂环不饱和化合物，杂环不饱和化合物中的杂原子为N、 S、0及P中的一种或多种。
[0009] 进一步地，杂环不饱和化合物中杂环和芳环的总数为1?20,杂原子的总数为1? 20〇
[0010] 进一步地，相对于液态储氢体系的总质量而言，低熔点化合物的质量分数为5? 95%。
[0011] 进一步地，液态储氢体系还包括加氢添加剂，加氢添加剂为极性溶剂和/或非极 性溶剂。
[0012] 进一步地，相对于每克储氢组分而言，加氢添加剂的加入量为0. 1?10ml。
[0013]进一步地，不同的储氢组分分别选自苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、 苯乙炔、蒽、萘、芴、苯胺、咔唑、N-甲基咔唑、N-乙基咔唑、N-正丙基咔唑、N-异丙基咔唑、N-正丁基咔唑、吲哚、N-甲基吲哚、N-乙基吲哚、N-丙基吲哚、喹啉、异喹啉、吡啶、吡咯、呋 喃、苯并呋喃、噻吩、嘧啶及咪唑所组成的组。
[0014] 进一步地，极性溶剂选自乙醇、甲醇、乙醚、甲醚、乙腈、乙酸乙酯、甲酰胺、异丙醇、 正丁醇、二氧六环、正丁醚、异丙醚、二氯甲烷、氯仿及二氯乙烷中的一种或多种。
[0015] 进一步地，非极性溶剂选自正己烷、正戊烷、环己烷、均三甲苯、二硫化碳、石油醚 及四氯化碳中的一种或多种。
[0016] 进一步地，储氢体系还包括脱氢添加剂，脱氢添加剂选自十氢化萘、均三甲苯、石 油醚及苯醚中的一种或多种。
[0017] 进一步地，相对于每克储氢组分而言，脱氢添加剂的加入量为0. 1?10ml。
[0018] 本发明提供了一种液态储氢体系，其实为多元混合液态不饱和芳烃和/或杂环芳 烃类储氢体系。该液态储氢体系包括至少两种不同的储氢组分，储氢组分选自不饱和芳香 烃或杂环不饱和化合物，其中至少一种储氢组分的熔点小于80°C。不同的不饱和芳香烃或 杂环不饱和化合物具有不同的熔点，将两种或两种以上的稠杂环不饱和化合物混合后，形 成的混合体系具有至少低于其中某一组分熔点的低共熔点。而在两种或两种以上的不饱和 芳香烃或杂环不饱和化合物中选用至少一种自身熔点小于80°C的低熔点化合物，能够使整 个储氢体系的低共熔点下降至室温附近。这就能够获得在室温下呈现液态的储氢体系。本 发明所提供的这种储氢体系经加氢后，在脱氢过程中，接触脱氢催化剂而优先发生脱氢反 应所恢复的储氢体系依然呈现液态。这就有利于防止固态凝结物覆盖脱氢催化剂，改善固 态储氢体系易造成的脱氢困难的问题。
【附图说明】
[0019] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0020] 图1示出了本发明实施例34中不同添加剂下储氢体系的储氢量含量随时间的变 化图；
[0021] 图2示出了本发明实施例35中不同添加剂用量下储氢体系的储氢量含量随时间 的变化图；
[0022] 图3示出了本发明实施例36中不同添加剂下储氢体系的储氢量含量随时间的变 化图；
[0023] 图4示出了本发明实施例37中不同添加剂种类和不同添加剂用量下储氢体系的 储氢量含量随时间的变化图；以及
[0024] 图5示出了本发明实施例38至41中不同添加剂种类和不同添加剂用量下全氢化 储氢体系的脱氢量随时间的变化图。
【具体实施方式】
[0025] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0026] 正如【背景技术】部分所介绍的，现有的储氢体系因熔点过高而存在脱氢困难的问 题。为了解决这一问题，本发明发明人提供了一种液态储氢体系，其包括至少两种不同的储 氢组分，储氢组分为不饱和芳香烃或稠杂环不饱和化合物，且至少一种储氢组分为熔点低 于80°C的低熔点化合物。
[0027] 不同的不饱和芳香烃或杂环不饱和化合物具有不同的熔点，将两种或两种以上的 不饱和芳香烃和/或杂环不饱和化合物混合后，形成的混合体系具有至少低于其中某一组 分熔点的低共熔点。而在两种或两种以上的不饱和芳香烃和/或杂环不饱和化合物中选用 至少一种自身熔点小于80°C的低熔点化合物，能够使整个储氢体系的共熔点下降至室温附 近。这就能够获得在室温下呈现液态的储氢体系。本发明所提供的这种储氢体系经加氢后， 在脱氢过程中，接触脱氢催化剂而优选发生脱氢反应所恢复的储氢体系依然呈现液态。这 就有利于防止固态凝结物覆盖脱氢催化剂，改善固态储氢体系易造成的脱氢困难的问题。 本发明所提供的这种液态储氢体系的熔点可以达到_50°C?60°C。
[0028] 根据本发明上述的教导，本领域技术人员可以选择具体的储氢体系中的组分。在 一种优选的实施方式中，上述储氢组分选自杂环不饱和化合物，杂环不饱和化合物中的杂 原子为N、S、0及P中的一种或多种。含有一种或多种杂原子的杂环不饱和化合物，其具有 较好的可逆加氢/脱氢性能。将两种不同的杂环不饱和化合物混合，所形成的储氢体系兼 具较低的共熔点和较高的可逆加氢/脱氢性能。更优选地，上述杂环不饱和化合物杂环和 芳环的总数为1?20,杂原子的总数为1?20。将杂环不饱和化合物中杂环和芳环的总数 控制在1?20的范围内，储氢体系中各储氢组分的熔点相对较低，所形成的储氢体系也相 应具有更低的共熔点。这就使得储氢体系能够在更低的温度环境中保持液态，方便在不同 地域、不同季节下进行储氢、运输及脱氢操作。
[0029] 根据本发明上述的教导，本领域技术人员可以选择液态储氢体系中各储氢组分的 比例。在一种优选的实施方式中，上述液态储氢体系中相对于液态储氢体系的总质量而言， 低熔点化合物的质量分数为5?95%。将低熔点化合物的比例控制在上述范围，有利于进 一步降低储氢体系的烙点。
[0030] 本发明所提供的上述液态储氢体系，只要包括上述范围的至少两种储氢组分，就 能够有效降低储氢体系的熔点，使其能够在室温