Состав для аккумулирования водорода и способ его приготовления

(19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АН ТОРСНОМУ(56) 1.Заявка Якл.14 СО, опубл2. Заявка Фкл, С 01 В 1/32тотип),-26 ции водорода и уменьше ности состава, он в ка мер.ого связующего сод сидную смолу и подпо оксид алюминия при с шенин компонентов, м с бецки .И.КУ В.Н.Вер обов, С лн пе ас оЭпоксид Оксид а Сорбент я смоламинияодородаОстальн отовления состава ия водорода, вклюсорбента водорода щим, о т л и ч а что сорбент водор перемешивают с и кислым углекис" после стадии обрасвязующим разлагалый аммоний при 78. (п В ДЛЯ АККУМУЛИРО СОБ ЕГО ПРИГОТОВ тав для аккумули лючающий сорбент ое связующее, о й с я тем, что скорости сорбци(5 4 ) СО С ТА РОДА И СПО (57) 1,Сос дорода, вк и полимерн ч а ю щ и увеличения Бюл, Р 8нко,И.КориоЛомоносова8(088.8)понии Р 53 ик.1978.РГ Р 255058опублик.19 АНИЯ ВОДО- ЕНИЯ,ования воводорода т л ис цельюдесорб 2. Спосдля аккумучающий обрполимерными щ и й сда предвароксидом аллью аммнонботки полимют кислый60-70 С. б приг ирован ботку связуютем,. тельно миния ем, а ерным глекис ия взрывоо естве поли Ржит эпОктельно - ующем соот Ъ:10-3510-35 5 О1-5Остальное ЭПОКСИДНа 5 с СМОЛаОксид алюминияСорбент водорода Кроме того, согласно способу приготовления состава для аккумулирования воцороца, включающему обработку сорбента водорода полимерным связующим, сорбент водорода предварительно перемешивают с оксидом алюминия и 1 сислысм аммонием, а. после провоцят стадию обработки полимерным связующим 60 и разлагают кислый углекислый аммоний при 60-70 С.ЭКСПЕРИМЕсНтаЛЬНО УСТаНОВЛЕНО,ЧТО в присутствии оксида алюминия проис- кодит увеличение газопроницаемости 65 Изобретение относится к неорганической химии, а именно к областигидридов металлов и интерметаллических соединений, и может найти применение при приготовлении аккумуляторов водорода для химической, 5автомобильной промышленности и металлургии.Известен способ приготовленияаккумулятора водорода, включающийсмешивание металла ланта на с металлами из группы: никель, железо,серебро и вязкоэластичный материал,например полиэтилен. Смесь наносятна одну или обе стороны прочссой пористой пластины из стали или синтетической смолы и помещают в печьдля спекания всех компонентов в готовое изделие. в атмосФере водородаили в вакууме (1,Недостаток способа - малая скоРОСТЬ Сорбции-десорбции водороДа.Наиболее близким к предлагаемомупо технической суцности и,цостигаемому результату является способ получепия аккумулятора волорода на основе водородпоглощающего; материалапутем смешивания его с полимерным маТЕрна,со; С (СНедостатком известного способа является меньшая (по сравнению с чистымводородпоглощающим материалом) скорость сорбции-десорбции водородаи возможность образования в процессе эксплуатации высокоактивных по отношенисо к металлам галогенводородови галогенуглеродов, что может приводить к самовоспламенению состава иповышает взрывоопасность процесса егоэксплуатации.Цепь изобретения - увеличениескорости сорбции-десорбции водорода 40и уменьшение взрывоопасности состава.Поставленная цель достигается тем,чтО состав для аккумулирования водоро;да, включающий сорбент водорода и полимерное связующее,в качестве. полимер-, 45связующего содержит эпоксиднуюсмолу и дополнительно . - Оксид алсоминия при слецусощем соотносссении компонентов, мас. эпоксидной смолы. Появление этого но-свого свойства эпоксидной смолы позволяет применять ее в качестве полимерной связки для сорбента водорода.Ранее известные свойства эпоксиднойсмолы, такие как газонепроницаемость,позволяли применять ее в ка сестве уплотняющего вакуумного материала и непредлагали ее использования в качестве связующего для сорбентов водорода,Кроме того, при разложении эпоксидной смолы при высокой температурене происходит образования высокоактивных по отношению к металлам веществ и применение еев качествеполимерного связующего для сорбентовводорода позволяет уменьшить взрывоопасность процесса.П р и м е р 1. 6 г соединенияЬаИ 3.; (52,3) смешивают с 0,5 гоксида алюминия (4,3) и 1,5 г кислого углекислого аммония (13,0), добавляют 3,5 г эпоксидной смолы(30,4) и оставляют для отверждения.После отверждения проводят термообработку в вакууме 10 " - 10 мм рт.ст.при 60-70 С в течение 3 ч.Получен состав для вакуумированияводорода следующего, состава, мас.:ЬаИ 1 60; эпоксидная смола 35; оксидалюминия 5.П р и м е р 2. 7,5 г соединенияТ 1 Ге (67,0) смешивают с 0,25 г оксида алюминия (2,) и 1,2 г кислогоуглекислого аммония (10,7), добавляют 2,25 г эпоксидной смолы (20,1)и оставляют для отверждения. После отверждения проводят термообработку ввакууме 10- 10 мм.рт.ст. при 6070 С в течение 3 ч.оПолучен состав для аккумулированияводорода следующего состава,мас:ТЗ.Ге 75; эпоксидная смола 22,5; оксид алсоминия 2,5.П р и м е р 3, 8,9 г соединенияЕгМОГе (80,9) смешивают с 0,1 г оксида алюминия (0,9) и 1,0 г кислогоуглекислого аммония (9,1), добавляют1,0 г эпоксидной смолы (9,1) и остав.ляют для отверждения, После отверждения проводят термообработку в вакууме 1 Г" - 10мм рт.ст. прг, 60-70 Св течение 3 ч.Получен состав для аккумулированияводорода следующего состава,мас,:ЕгМОГе 89; эпоксидная смола 10; оксид алюминия 1.П р и м е р 4. 5 г соединенияЬаИз.;(43,1) смешивают с О,б г оксидаалюмйния .(5,2) и 1,6 г кислого углекислого аммония (13,8), добавляют 4,4 г эпоксидной смолы (37,9)и оставляют для отверждения. Послеотверждения проводят термообработкуг, вакууме 10- 10мм рт.ст. при60-700 С в течение 3 ч. Получен сост асз для аккумули рова нйя водорода следующего состава,мас.Ъ: Ьа(11 50,эпоксидная смола 44, оксид алюмйния б,П р и м е р 5, 9,5 г соединения Т 1 Ге (88,0) смешивают с 0,08 г оксида алюминия (0,7) и 0,8 г киолого углекислого аммония (7,4), добавляют 0,42 г эпоксидной смолы (3,9) и оставляют для отверждения. После отверждения проводят термооб-г работку в вакууме 10 1 - 10 мм рт. ст. /олпри 60-70 Г в течение 3 ч, Получен состав для аккумулирования водорода, мас.Ъ: Т 1 Ге 95; эпоксидная смола 4,2; оксид алюминия 0,8.П р и м е р б, 10 г состава для аккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 1, помещают в металлический реактор, который откачивают до 10мм рт.ст. в течение 15 мин. После вакуумирования в реактор подают водород под давле нием 20 атм при комнатной температуре. Полное поглощение водорода происходит за 15 мин,Окончание поглощения водорода фиксируется по отсутствию изменения давления в системе известного объема. Массовое содержание водорода в пересчете на чистый сорбент составляет 1,4,что соответству ет литературным данным,цля соединения ЬаИ 3.5.После окончания поглощения водорода реактор оставляют под постоянным давлением водорода 1 атм и определяют время полной десорбции водорода. Полная десорбция протекает за 20 мин.П р и м е р 710 г состава дляЭаккумулирования водорода, приготовленного как в примере 2, помещают в металлическии реактор и обрабатывают, как в примере б. Время полной абсорбции 18 мин, Массовое содержание водорода в пересчете на чистый сорбент составляет 1,9, что соответствует литературным данным для соединения ТЫе. Время полной десорбции водорода 25 мин,П р и м е р 8, 10 г состава для аккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 3, помещают в металлический реактор и обрабатывают, как в примере б.Время полной абсорбции 20 мин, десорбции 25 мин.П р и м е р 9. 10 г состава для аккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 4, обрабатывают, как в примере б, Время полной абсорбции водорода 15 мин. Массовое содержание водорода в пе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ресчете на чистый сорбент составляет 1,4, что соответствует литературным данным для соединения ЬаИ 1, массовое содержание водорода в образце 0,7.Время полной десорбции водорода 20 мин.П р и м е р 10. 10 г состава аккумулированного водорода, приготовленного, как в примере 5, обрабатывают, как в примере б. Время полной абсорбции 25 мин. Массовое содержание водорода в пересчете на чистый сорбент 1,9 Ъ, что соответствует литературным данным для соединения Т 1 Ге. Время полной десорбции водорода 35 мин. После проведения двух циклов абсорбция-десорбция водорода происходит разрушение первоначальной формы образца.Из приведенных примеров видно, что предлагаемое соотношение компонентов состава является оптимальным содержанием полимерной связки, меньше 10 мас.Ъ приводит к снижению механической прочности соста. ва. Содержание полимерной связки больше 35 мас.Ъ так же, как и оксида алюминия больше 5 мас.Ъ приводит к уменьшению масового содержания водорода в составе вследствие пониженного содержания сорбента водорода. Меньшее 1 мас.Ъ количество оксида алюминия не приводит к заметному увеличению скорости абсорбции десорбции водорода предлагаемого ссстава по сравнению с прототипом.Увеличение количества кислого углекислого аммония в прОцессе приготовления выше 15 мас,Ъ увеличивает хрупкость и объем получающегося состава, а уменьшение ниже 10 приводит к заметному снижению возрастания газопроницаемости вспененной эпоксидной смолы, обусловленному присутствием в составе оксида алюминия.В таюлице приведены сравнительные данные известного и предложенного составов в оптимальных условиях. Как следует из приведенных примеров и данных таблицы, использование предложенного состава по сравнению с прототипом, который одновременно является и базовым объектом, позволяет в,3-1,8 раза повысить скорость абсорбции-десорбции водорода. Использование эпоксидной смолы исключает возможность самовоспламенения состава в процессе эксплуатации и уменьшает взрывоопасность процесса.с",орбент,масса Процесс известным редложеным Поглощение 15 20 20 15 20 Выделение 20 30 30 Т 1 ГеПоглощение 18 25 7,5 г Выделение 25 35 18 ЕгМоГе Поглощение 20 35 35 50 8,9 г Выделение 25 50 25,Составитель А.ПеревезенцевРедактор И.Ковальчук Техред С. Легеза Корректор В.Бутяга,1,Заказ 645/22 Тираж 4 б 2 Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная, 4 чистымсорбентом предложенным без до бавки окси да алюмини