Состав для аккумулирования водорода и способ его приготовления

(19) (11) 1) С 01 В 3/08, 6/О ГО НИЕ ИЗОБРЕТЕН ТОРСНОМУ СВИ СТВув ци АРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СОСТАВ ДЛЯ АККуМуЛИРОВАНИЯ ВОДОРОДА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ.(57) 1.Состав для аккумулированияводорода, включающий сорбент водорода и полимерное связующее, о т -л и ч а ю щ ий с я тем,что, с цельюеличения скорости сорбции-десорби водорода и уменьшения взрывоопасности состава, он в кполимерного связующего содкремнийорганический каучуполнительно - нитрид борадующем соотношении компонмас.Ъ:КремнийорганическийкаучукНитрид бораСорбент водорода 2.Способ приготовления состава для аккумулирования водорода,включающий обработку сорбента водорода полимерным связующим, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сорбент водорода предварительно перемешивают снитридом бора, и после обработки полимерным связующим осуществляют полимеризацию выдерживанием смеси до затвердевания состава. С:Изобретение относится к неорганической химии, а именно к гидридамметаллов и интерметаллических соединений, и может найти применениепри приготовлении аккумуляторов водорода для химической, автомобильнойпромышленности и металлургии,Известен способ приготовленияаккумулятора водорода, включающпйсмешение металла-лантае 1 а с мета 11 лами из группы никель, железо, серебро и вязкоэластичным материалом,например поле 1 этиленом Смесь наносятна одну или обе стороны прочной пористой г;ластины из стали или синтетической смолы и помещают в печь 15для спекания всех компонентов в готовое изделие в атмосфере водородаили в вакууме (1)г, агк,1 гого способа являет.ся малая скорость абсорбции-десорб Оции водорода.На 1:более близким к предлагаемомупо технической сущности и досте 1 гае -мому результату является способ получене;я аккумулятора водорода на основе водОродпогл 01 цающего материалапутем смешения его с пол 1 мернымматериалом - политетрафторэтиленом,прессования и термообработки смесиМ зоНедостаток известного способаменьшая по сравнению с чистым водороцпоглощающим материалом скоростьабсорбции-десорбции водорода и возможность образования в процессеэксплуатации высокоактивных по отношению к металпам галагенводородови галогенуглеводородов, что можетпривоцить к самовоспламенени 1 о сос.тава и 51 овышает взрывоопасность про.цесса его эксплуатации.Цель изобретения - увеличениескорости абсорбции-десорбции водорода и уменьшение взрывоопасностисостава. Поставленная цель достигается тем, что состав для аккумулирования водорода, включающий сорбент водорода и полимерный св 51 зу 10 щий компонентв качестве полимерного связующего содержит кремнийорганический каучук и дополнительно - нитрид бора при с 11 едую 1 цем сооте 1 ошении компонее 1 тОВ, мас :Кремнийорганический55каучук 10-35Нитрид бора 1-5Сорбент водорода ОстальноеПоставленная цель достигается также тем, что согласно способу приготовления состава для аккумулирования 60 водорода, включающему обработку сорбента водорода полимерньм связующим, сорбеи 1 водорода предваритель-, НО перемешивают с нитридом бора а после обработки полимерным связую щим осуществляют полимеризацию выдерживанием смеси до затвердевания состава.Экспериментально установлено, что в присутствии нитрида бора происходит увеличение газопроницаемости кремнийорганического каучука. Появление этого нового свойства кремний- органического каучука, позволяет применить его в качестве полимерной связки для сорбентов водорода. Ранее известные свойства кремнийорганических каучуков, также как газонепро - ницаемость, позволяли применять эти вещества в качестве уплотняющих материалов и высоковакуумных прокладок и не предполагали их использования в качестве связующих для сорбентов водорода.Кроме того, при разложении кремнийорганических каучуков при высокой температуре не происходит образования высокоактивных по отношению к металлам веществ, и применение их в качестве полимерных связок для сорбентов водорода позволяет уменьшить ,взрывоопасность процесса.П р и м е р 1. б г соединения ЬаИ 1;(60) смешивают с 0,5 г нитрида бора (5). Полученную смесь обрабатывают 3,5 г кремнийорганического каучука (эластосил 137-180) (35 Ъ), Полимеризацию проводят на возгеухе при комнатной температуре в течениеч. Получают состав для аккумулирования водорода следующего состава, мас : ЬаИ 1, 60, кремнийорганический каучук 35, нитрид бора 5.П р и м е р 2, 7,5 г соединения ТЫе (75 ) смешивают с 0,25 г нитрида бора (2,5 ), Полученную смесь обрабатывают 2,25 г кремнийорганического каучука (эластосил 137-42) (22,5). Полимериэацию ведут на воздухе при комнатной температуре в течение 1,5 ч. Получают состав для аккумулирования водорода следую. щего состава, мас.Ъ: Т 1 Ге 75, кремнийорганический каучук 22,5, нитрид бора 2,5.П р и м е р 3. 8,9 г соединения Е.гМОРе (89) смешивают с 0,1 г нитрида бора (1 ), Полученную смесь Обрабатывают 0,95 г метилфенилсиликонового мономера (9,5 Ъ) и добавляют 005 г катализатора полимеризации А 1 С 1)(0,5). Полимеризацию проводят на воздухе в течение 5 ч. Получен состав для аккумулирования водорода следующего состава, мас.; ЕгМОГе 89, кремнийорганический каучук 10, нитрид бора 1.П р и м е р 4, 5 г соединения ЬаИз. (50) смешивают с О,б г нитрида бора (6) . Полученную смесь обрабатывают 4,4 г кремнийорганического каучука (эластосил 137-180) (44 Ъ). Получен состав для аккумулирования воцорода следующего состава мас.Ъ; 1,аМ 150, кремнийорганический каучук 44, нитрид бора б.П р и м е р 5. 9,5 г соединенияТЫе (47,2) смешивают с 0,08 г нитрида бора (0,8), Полученную смесьобрабатывают 0,4 г кремнийорганического каучука (эластосил 137-42)(4,2), Полимеризацию ведут на воздухе в течение 1 ч. Получен составдля аккумулирования водорода следующего состава, мас.Ъ: 1. е 47,2,кремнийорганический каучук 42, нитрид бора 0,8,П р и м е р б 10 г, состава дляаккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 1, помещаютв металлический реактор которыйоткачивают до,цавления 10мм рт.ст.в течение 15 мин. После вакуумирования в реактор подают водород поддавлением 20 атм при комнатной температуре. Полное поглощение водорода происходит за 15 мин, Окончаниепсглощения водорода фиксируется поотсутствию изменения давления в системе известного объема. Массовоесодержание водорода в пересчете на,чистый сорбент 1,4 , что соответст)вует содержанию водорода в соединении 1 аМ 1,;, .После окончания поглощения водорода реактор оставляют подпостоянным давлением водорода 1 атми определяют время полной десорбцииводорода, Полная десорбция водородапротекает за 20 мин.П р и м е р 7. 10 г состава дляаккумулирования водорода приготовленного, как в гримере 2, помещаютв металлический реактор и обрабатывают, как в примере б, Время полнойабсорбции водорода составляет 18 минМассовое содержание поглощенного водорода в пересчете на чистый сорбент 1,9 Ъ, что соответствует литературным данным для соединения ТЪГе,Время полной десорбции водорода25 мин.П р и м е р 8. 10 г состава дляаккумулирования Водорода, приготовленного, как в примере 3, помещаютв металлический реактор и обрабатывают, как в примере б. Время полной абсорбции водорода 20 мин. Массовое содержание поглощенного водорода в, пересчете на чистый сорбент1,2 , что соответствует литератургым данным для соединения 2 гМОРе.Время полной десорбции водорода30 мин,П р и м е р 9. 10 г состава дляаккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 4, абрабатыВают, как в примере б. Время полнойабсорбции водорода 15 мин. Массовоесодержание водорода в пересчете начистый сорбент 1,4 Ъ, что соответствует литературным данным для соединения ЬаИ 1,Массовое содержаниеводорода в образце 0,7 , Времяполной десорбции водорода 20 мин,П р и м е р 10, 10 г состава дляаккумулирования водорода, приготовленнога, как в примере 5, обрабатывают, как в примере б, Время полнойабсорбции водорода 25 мин, Массовоесодержание водорода в пересчете начистый сорбент 1,9 , что соответст 15 Вует литературным данным для соединения Т 1 Ре. Время полной десорбцииводорода 35 мин, После проведениятрех циклов абсорбция-десорбция водорода гроисходит разруш-ние перноначальной формы образца.Из приведенных примеров видно,что предлагаемое соотношение компонентов состава является оптимальнъэ . Количество полимсрной связки,1.:епьг 1 ее 10 мас., приводит к снижснию механическа 13 и"Очности состава, Количество полимерной связкибольшее 33 мас, Ъ, равно как и нитрида бора оольше 5 мас.Ъ, приводитЗОк уменьшению массового содержанияводорода в составе,вследствие пониженного содержания сорбента водорода. Количество нитрида бора меньшее1,0 мас.Ъ не приводит к заметномуувеличению скорости абсорбции-десорбции водорода па сравнению с прототипом,Б таблице приведены сопоставительные данные известного и предложенного состава в оптимальных условиях.Как следует из гриведенных примеров и данных таблицы, использование предложенного состаВа ПО сраВнению с прототипом, который одновре менйа яВляется и базоВым объектампозволяет повысить в 1,3-1,8 разаскОрОст 1 абсорбции-Десорбции ВОДОрода. Использование кремнийорганических каучуков исключает возможность самовоспламенения состава впроцессе эксплуат ции и уменьшаетвзрывоогасность процесса. Цляприготовления состава для аккумулирования водорода можно использовать 55любые сорбенты водорода и кремнийорганические каучуки, выпускаемыеотечественной промышленностью. Проводя полимеризацию в формах илипродавливая состав через профилированные отверстия, можно получатьобразцы заданной конфигурации.1142440 Скорость поглощения и выделения водородасоставом минж . А Сорбент Процесс известным предло- женным Поглощение 15 20 20 15 Выделение 20 30 30 20 Т 1 Ре Поглощение 18 Выделение 35 35 18 Егмоге Поглощение 25 35 35 18 8,9 Выделение 30 50 50 30 Составитель А.ПеревезенцевТехредС. Легеза Корректор В.Бутяга Редактор И,Ковальчук Подписное Филиал,ППП Патент, г.ухгород, ул.Проектная, 4 чистымсорбентом Заказ 645/22 Тираж 462 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11335, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5