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利用除氨材料实现氢的高纯度化

摘   要:氢是一种不含二氧化碳的燃料,能够以压缩氢或液化氢等多种不同形式储存在储罐中。由于液氨在1MPa、298K条件下具有17.8wt%和10.7kgH2/100L的高储氢能力,因此其作为氢能载体备受期待。液氨的体积氢密度约为液态氢的1.5倍,并且在室温、1MPa左右的气压下容易液化。目前的质子交换膜燃料电池会因极少量(约1ppm)的氨而中毒。以MgO为载体的Ru催化剂在773K下的氨转化率为99.8%,相当于1000ppm的氨浓度。氨裂解产生氢和氮后,可以利用硫酸氢铵(NH4HSO4)将氨浓度从1000ppm降至0.1ppm。

1、引言

氨(NH3)中含有高达17.8wt%的氢气,而且在室温下比较容易液化,因此作为氢载体备受关注。另一方面,通过NH3分解得到的氢气中含有的微量NH3会成为固体高分子燃料电池(PEFC)劣化的主要原因。实际上,燃料电池汽车所提供的氢中NH3浓度须在0.1ppm以下。氨的分解可以用式(1)表示。

为使氨分解的速度达到实用化的程度,需要有效的催化剂。使用Ru/MgO催化剂时,在773K温度下转化率与平衡转化率相同,达到99.8%(氨分解气体中的氨浓度为1000ppm)。

本研究在NH3分解制取氢(NH3浓度约为1000ppm/H2)的前提下,旨在研发将制得氢中的NH3浓度降低到0.1ppm的除氨材料。

2、实验

除氨材料采用经过机械粉碎处理的氯化镁(MgCl2)或硫酸氢铵(NH4HSO

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