基本信息
- 项目名称：
- 高效安全水解制氢材料的合成及其发电装置的研发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目旨在研发一种新的低成本、高效率、无污染的制氢材料，研究制氢材料的合成方法，并通过质子交换膜燃料电池直接将水解制氢转换为电能。利用“现场制氢技术”，实现即时安全、按需供氢发电。研发安全清洁制氢-发电装置，以满足目前商业化的应用。制氢的副产物可被回收作为功能陶瓷和发光材料的优质原料，体现循环经济的理念。
- 详细介绍：
- 本作品采用球磨法制备了一种高效铝-铈(Ce)合金制氢材料，并利用该材料研发了便携式安全清洁制氢-发电装置。所制备的制氢材料能高效地与水反应产生氢气，不仅产氢效率和产氢总量高于其他制氢材料，而且稳定性非常好。在常温条件下，该材料的产氢量分别达到1293mL/g；转化率达到99.2%；产氢质量比达到11.0%。反应后的铝铈氧化物不仅能光催化水解制氢，而且可被回收为优良的发光材...(查看更多)
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本项目旨在研发一种新的低成本、高效率、无污染的制氢材料及其安全清洁制氢-发电装置，以满足目前商业化的应用。 基本思路： 1. 金属铝粉表面极易钝化，常温下不与水反应，需要合适的活化剂对其表面进行活化。 2. 稀土金属单质铈(Ce)的还原性比铝更强，同时反应后的铝铈氧化物还能光催化水解制氢。 3. 通过添加少量的铋离子作为激活剂。 4. 通过加入适量的碱金属离子，提高材料的...(查看更多)
科学性、先进性
- 与现有技术相比本作品具有以下优点： 1. 作为原料的铝是地壳中含量最为丰富的金属，其价格低廉，电子能量密度高。由此，该材料制备成本低，产氢效率和产氢总量高于其他制氢材料。 2. 以球磨法一步制得的制氢材料粒径小（5μm以下）、制氢效率高。制备工艺简单，大大的节约了能源。 3. 所研制的制氢材料活性高，即使在低温0℃条件下也能与水反应产生大量的氢气，突破了外界环境变化对制氢效果...(查看更多)
获奖情况及鉴定结果
- 该作品已由****分析测试中心检测与上海神州科技开发中心实际应用鉴定。 该作品的文章：Hydrogen generation from highly activated Al-Ce composite materials with pure water. J. Am. Ceram. Soc. 2010年3月获得“上海市大学生创新活动计划”项目资助。 2011年5月获得第二届上...(查看更多)
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 该发明产品正与相关企业洽谈技术合作协议。
作品可展示的形式
- 实物、产品、录像及现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 需要氢气或电能时将样品投入制氢-发电装置内，即有大量连续的氢气生成，同时产生电能。 技术特点和优势： 本作品选用球磨法一步制得高效廉价的铝铈制氢材料，使制备的制氢材料达到生产节能、制氢高效的要求。在材料设计理念上，充分利用我国丰富的稀土资源这一优势，水解产物铝铈氧化物不仅具有光催化效果，为研究太阳能光催化制氢材料提供新的思路，而且可作为功能陶瓷和发光材...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 金属Al价格低廉，电子密度高，含量丰富。但通常情况下，Al表面有一层致密的氧化物保护膜，使金属Al不与水反应。Al的纳米改性被认为是目前便携式燃料电池经济有效的氢源技术。但是，纳米改性Al制备工艺复杂，与水反应产氢的速度很慢，制备成本高，产氢量也达不到商业化要求。为了解决上述技术问题，美国和俄罗斯的相关研究人员用Al与Ga, Sn, In, Hg, Pb, Bi, Mg,...(查看更多)
