nabh4的制备现状及其在燃料电池氢源中的应用前景..doc

NaBH4的制备现状及其在燃料电池氢源中的应用前景 吴海军1 王诚2 刘志祥2 毛宗强2 张萍1 (1.中国地质大学（武汉）材料科学与化学工程学院,湖北武汉 430074 2.清华大学核能与新能源技术研究院,北京 100084) 摘 要：本文参考大量文献，对目前NaBH4合成制备工艺做了详细的描述，根据制备过程的特点将其归纳分为九类，阐述了各自的优缺点以及需要解决的问题。从经济、能效以及现实技术水平等权衡考虑，指出电解法是NaBH4制备工艺中可行的低成本办法，在燃料电池氢源中有很好的应用前景，是燃料电池氢源理想的选择。 关键词：NaBO2 NaBH4 合成方法 燃料电池 氢源 State-of-the-art NaBH4 synthesis methods and its application prospect in fuel cell as hydrogen source (Wu Haijun1, Wang Cheng2, Liu Zhixiang2, Zhang Ping1, Mao Zongqiang2) (1.College of Material Science and Chemistry Engineering, China University of Geosciences (Wuhan), Hubei, Wuhan, 430074, China 2.Institute of Nuclear and New energy Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract：In this paper, state-of-the-art NaBH4 synthesis methods are reviewed in detail. According to characteristics of different preparation processes, these methods can be classified in nine categories, and their advantages and disadvantages along with the problems unsolved were commented respectively. Considering with economy, energy efficiency and technique, it is pointed out that electrolysis is a feasible, low–cost method for NaBH4 synthesis, which has promising application in fuel cells as good hydrogen source. Keywords：NaBO2 NaBH4 synthesis method fuel cell hydrogen source 1 前言 面临能源短缺和环境污染两大难题，迫切需要开发一种可替代化石燃料的清洁再生能源[1-3]。氢能是解决上述问题的选择方案之一，以氢气作为燃料，采用燃料电池可以高效的将氢能直接转化为电能 (理论能量转化效率可达80%以上) [3-5]。开发氢能－燃料电池能源系统的关键问题是如何安全、高效地利用氢气，以及提高整个燃料电池的比能量[6]。目前，燃料电池技术相对成熟，如质子交换膜燃料电池已经在便携式电源、电动汽车发动机和固定电站等领域示范应用多年，氢能—燃料电池能源系统的当务之急是开发便利的贮氢技术。目前已经得到应用的贮氢方式有高压储氢[6]、液态储氢[6]和金属氢化物储氢[7~10]，但这些储氢方式对材质要求高、笨重、能量密度低，还存在安全隐患，均不适宜在移动和便携式燃料电池的氢源中应用。 最近，人们开始把轻便贮氢技术开发转移到硼氢化钠（NaBH4）水解制氢等技术上[11-13]。常温下NaBH4可以稳定储存在碱溶液中，当与合适的催化剂接触时每摩尔NaBH4水解释放出4摩尔氢气。利用这一性质，NaBH4可以作为质子交换膜燃料电池的氢源。2000年美国千年公司(Millennium Cell)成功地推出采用NaBH4催化水解制氢即时供气装置（商标名：Hydrogen on Demand），并为戴姆勒－克莱斯勒燃料电池车和标致一雪铁龙公司燃料电池车提供该氢源装置，得到了成功的示范[14]。而在日本，由多家大学及科研机构组成的KUCEL－MERIT研究组[15]，也正致力于开发以NaBH4作为储氢材料的新型的氢气储存供给系统。使用NaBH4作为氢源是一种安全、高效、实用性强的制