氢是一种清洁能源,以氢为燃料可以实现碳的零排放

氢是一种清洁能源,以氢为燃料可以实现碳的零排放

【摘要】氢是一种清洁能源。 使用氢气作为燃料可以实现零碳排放。 将其应用到氢燃料电池中可以大大提高能量转化率。 在当前环境恶化、能源枯竭的形势下，氢能的开发利用具有一定的积极意义。 水合肼(N2H4·H2O)是一种高含氢化合物(12.5wt%)。 其完全分解的产物仅为氢气和氮气，不会产生对环境有害的副产物。 利用水合肼制氢具有广阔的前景，而控制水合肼分解的关键是开发高效的肼分解催化剂。 本文采用常温常压液相共还原法，以氯化镍和氯化铈为前驱体，硼氢化钠为还原剂，合成了不同镍/氧化铈比例的肼分解催化剂。 实验考察了不同镍/氧化铈比例、氢氧化钠浓度、温度等因素对催化剂催化分解水合肼性能的影响。 测试结果表明，当镍/氧化铈的比例为9:1、催化反应体系中氢氧化钠浓度大于等于0.5mol/L时，催化性能最佳。 当反应温度为70℃时，Ni9-CeO2催化剂催化分解水合肼的氢选择性在99%以上，转化频率为50.0h-1。 通过表征分析发现，Ni9-CeO2催化剂的晶体构型为镍的面心立方构型，晶体粒径为21.8nm，催化剂本体具有多孔结构，可分散悬浮于水中。水性反应液。 氧化铈不仅可以阻止镍纳米粒子的大规模团聚，还可以与镍协同提高催化剂的氢选择性和转化频率。 在镍铈氧化物催化剂的基础上，合成了不同钼添加量的镍钼铈氧化物催化剂，研究了钼添加量、氢氧化钠浓度、温度等因素对催化剂催化分解水合肼性能的影响进行了实验检验。 当镍钼氧化铈催化剂中镍/钼/氧化铈的比例为9:2:1时，水合肼的催化性能最佳，催化反应体系中氢氧化钠的浓度大于或等于0.5mol/L，反应温度70℃时，-CeO2催化剂催化分解水合肼的氢选择性达99%以上，转化频率高达65.5h-1。 通过表征分析发现-CeO2催化剂的晶体构型仍为镍的面心立方构型，晶体粒径为10.4nm，催化剂体呈不规则颗粒状，可分散悬浮于水中。水性反应液。 在催化剂中添加适量的钼，可以通过结晶干扰降低催化剂的晶体粒径，防止纳米粒子聚集，增加催化剂的分散性和活性位点数量，从而增强催化剂活性； 而过量的钼会导致催化剂颗粒形成板状，降低催化剂的催化活性。 在催化反应试验中，氢氧化钠存在下的强碱性环境，不仅可以防止联氨分解产生碱性气体——氨（NH3）的副反应，提高催化剂选择性，还可以防止逆反应的发生。水合肼水解。 加速催化反应过程。