Состав для аккумулирования водорода и способ его приготовления
1.Состав для аккумулирования водорода,включающий сорбент г водо .рода и полимерное связующее, о т личающийся тем,что, с целью увеличения скорости сорбции-десорбции водорода и уменьшения взрывеопасности состава, он в качестве полимерного связующего содержит кремнийорганический каучук и дополнительно - нитрид бора при следующем соотношении компонентов, мае.%: Кремнийорганический каучук10-35 Нитрид бора1-5 Сорбент водорода Остальное 2.Способ приготовления состава для аккумулирования водорода,включающий обработку сорбента водорода полимерным связующим, отличающийся тем, что сорбент водорода предварительно перемешивают с нитридом бора, и после обработки подимерным связующим осуществляют полимеризацию выдерживанием смеси до затвердевания состава.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (ie2 (112
4(51) С 01 В 3/08, 6/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:.
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
r итъе
:3,(k ф
10-35
1-5
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583805/23-26 (22) 25.04.83 (46) 28.02.85. Бюл.М 8 (72) К.Н.Семененко, В.Н.Вербецкий, С.В.Митрохин, С.И.Кулиев и С.Н.Клямкин (71) МГУ им.М.В.Ломоносова (53) 661.961.968(088.8) (56) 1.Заявка Японии Р 53-115688, кл. 14 СО, опублик.1978.
2. Заявка ФРГ Р 2550584, кл, СО 1 В 1/32, опублик. 1978 . (прототип) . (54) СОСТАВ ДЛЯ АККУМУЛИРОВЛНИЯ ВОДОРОДА И СПОСОБ.ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ. (57) 1.Состав для аккумулирования водорода, включающий сорбент" водо.рода и полимерное связующее, о т— л и ч а ю шийся тем,что, с целью увеличения скорости сорбции-десорбции водорода и уменьшения взрывоопасности состава, он в качестве полимерного связующего содержит кремнийорганический каучук и дополнительно — нитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Кремнийорганический каучук
Нитрид бора
Сорбент водорода
2.Способ приготовления состава для аккумулирования водорода,включающий обработку сорбента водорода полимерным связующим, о т л и ч а юшийся тем, что сорбент водорода предварительно перемешивают с нитридом бора, и после обработки полимерным связующим осуществляют полимеризацию выдерживанием смеси до затвердевания состава.
1142440
Изобретение относится к неорганической химии, а именно к гидридам металлов и интерметаллических соединений, и может найти применение при приготовлении аккумуляторов водорода для химической, автомобильной промышленности и металлургии.
Известен способ приготовления аккумулятора водорода, включающпй смешение мекалла-лантана с метаялами из группы никель, железо, сереб- 10 ро и вязкоэластичным материалом, например полиэтиленом. Смесь наносят на одну или обе стороны прочной пористой пластины из стали или синтетической смолы и помещают в печь 15 для спекания всех компонентов в готовое изделие в атмосфере водорода век у уMe (1) г ко".. 1 .= о го спoo оба гявляет ся малая скорость абсорбции-десорб- Щ ции водорода.
На| более близким к предлагаемому по технической сущности и достигae— мому результату является способ получения аккумулятора водорода на осно- 25 ве во„ ;ороцпоглощающего MaTeриала путем смешения егo с пол мерным материалом — политетрафторэтиленом, прессования и термообработки смеси
Р) 3О
Недостаток известного способа меньшая по сравнению с чистым водороцпоглощающим материалом скорость абсорбции-десорбции водорода и возможность образования в процессе эксплуатации высокоактивных по отношению к металлам галагенводородов и галогенуглеводородов, что может привоцить к самовоспламенению сос .тава и повышает взрывоопасность процесса er o эксплуатации °
Цель изобретения — увеличение скорости абсорбции-десорбции водорода и уменьшение вэрывоопасности состава.
Поставленная цель достигается тем, что состав для аккумулирования водорода, включающий сорбент водорода и полимерный связующий i Кремнийорганический 55 каучук 10-35 Нитрид бора 1-5 Сорбент водорода Остальное Поставленная цель достигается также тем, что согласно способу приготовления состава для аккумулирования 60 водорода, включающему обработку сорбента водорода полимерным связующим, сорбент водорода предваритель-, но перемешивают с нитридом бора„ а после обработки полимерным свяэующим осуществляют полимеризацию выдерживанием смеси до затвердевания состава. Экспериментально установлено, что в присутствии нитрида бора происходит увеличение газопроницаемости кремнийорганического каучука. Появление этого нового свойства кремнийорганического 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. Пример 1. 6 г соединения I:aNi;(60Ъ) смешивают с 0,5 г нитрида бора (5Ъ). Полученную смесь обрабатывают 3,5 г кремнийорганического каучука (эластосил 137 †1) (35:) . Полимеризацию проводят на воздухе прн комнатной температуре в течение ? ч. Получают состав для аккумулирования водорода следующего состава, мас Ъ: LaNi 60, кремнийорганический каучук 35, нитрид бора 5. Пример 2. 7,5 г соединения TiFe (75 Ъ) 0,25 г нитрида бора (2,5 Ъ}. 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 следующего состава, мас Ъ: TiFe 75, крем- нийорганический каучук 22,5, нитрид бора 2,5. Пример 3. 8,9 г соединения Е.гМоРе (89Ъ) смешивают с 0,.1 г нитрида бора (1 Ъ). Полученную смесь обрабатывают 0,95 г метилфенилсиликонового мономера (9,5Ъ) и добавляют 0„05 г катализатора полимеризации А1С1 (0,5Ъ). Полимеризацию проводят на воздухе в течение 5 ч. Получен состав для аккумулирования водорода следующего состава, мас.Ъ: ZrMoFe 89, кремнийорганический каучук 10, нитрид бора 1. Пример 4. 5 r соединения LaNi (50%) смешивают с 0,6 г нитрида бора (бЪ) . Полученную смесь обрабатывают 4,4 г кремнийорганического каучука (эластосил 137-180) (44 Ъ). Получен состав для аккуму) 42440 лиравания воцорода следующего состава мас.";: LaNiq 50, кремнийорганический каучук 44, нитрид бо: 6. Пример 5. 9,5 г соединения TiFe (47,2Ъ) смешивают с 0,08 г нитрида бора (0,8Ъ) . Полученную смесь обрабатывают 0,4? г кремнийорганического каучука (эластасил 137-42) (4,2-o). Полимеризацию ведут на воздухе в течение 1 ч. Получен состав для аккумулирования водорода следующего состава, мас. :;: Т . е 17,2, кремнийорганический каучук 42, нитрид бора 0,8. Пример б. 10 г. cocòaíà для аккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 1, помещают в металлический реактор который откачивают да,цавления 10 мм рт.ст. в течение 15 мин. После вакуумирования в реактор падают водород под давлением 20 атм при комнатной температуре. Полное поглощение водорода происходит за .1 5 мин. Окончание псглащения ьодарада фиксируется по отсутствию изменения давления в системе известного объема. 1ас совое содержание водорода в пересчете на ,чистый сорбент 1,4 Ъ, чта соответст)вует содержанию водорода в соединении ВаМ16 .После окан-алания поглощения водорода реактор oc aaëÿþò под постоянным давлением водорода 1 атм и определяют время полной десорбции водорода. Полная десарбция водорода протекает за 20 мин. П р и л е р 7. 10 г состава для аккумулирования водорода„ приготовленного, как в гримере 2, помещают в металлический реактор и обрабатывают, как в примере б. Время полной абсорбции водорода составляет 18 мин Массовое содержание поглощенного водорода в пересчете на чистый сорбент 1,9 Ъ, что соответствует литературным данным для соединения TiFe. Вре ля полной десорбции водорода 25 мин. Пример 8. 10 г состава для аккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 3, помещают в металлический реактор и обрабатывают, как г примере б. Время полной абсорбции водорода 20 мин. Массовое содержание поглощенного водорода в, пересчете на чистый сорбент 1,2 Ъ, что соответствует литератургым данньм для соединения ZrNOFe. Время полной десорбции водорода 30 мин. Пример 9. 10 r состава для аккумулирования водорода, приготовленного, как в примере 4, абрабатывают, как в примере 6. Время полной абсорбции водорода 15 мин. Массовое содержание водорода в пересчете на чистый сорбент 1,4 Ъ, что соответствует литературньгл данным для соединения ЬаИ1 .Массовое содержание водорода в образце 0,7 Ъ. Время полной десорбции водорода 20 мин. Пример 10, 10 г состава для аккумулирования водорода, пригoTOB леннога, как в примере 5, обрабатывают, как в примере б. Время полной абсорбции водорода 25 мин. Массовое согержание водорода в пересчете на чистый сорбент 1,9 ;-, что соответст15 вует литературным данным для соединения Т1Ге. Время полной десорбции водорода 35 мин. После проведения трех циклов аб"орбция-десорбция водорода гроисходит разруш-ние перноначальной формы образца. Из приведенных примеров видно, "-то предлагаемое соотношение компонентов состава является оптимальньэ . Количество полимсрной связки, меньшее 10 мас.Ъ, приводит к снижснию механической и -очности состава. Количество полимерной связки большее 33 мас. =-., равно как и нитрида бора оольше 5 мас.Ъ, приводит ЗО к уменьшению массавога содержания водорода в cocтаве, вследствие пониженного содержания сорбента водорода. Количества нитрида бора меньшее 1,0 мас.;- не приводит к заметному увеллчению скорости абсорбции-десорбции водорода па сравнению с проI ;татипом. В TaOJII LIe приведены сопоставительные данные глзвестного и предложенного состава в оптимальных усло.40 в-q,. Как следует из гриведенных примеров и данных аблицы, использование пpeöëoженного сос;-ава ПО сравне нию с прототипом, который одновре45 мен;.:а является и базовым объектам, 1,3-1,8 раза скорость абсорбпии-десорбции водорода. Использование кремнийорганических каучуков исключает возможность самовоспламенения состава в процессе эксплуатации и уменьшает взрывоогасность процесса. Цля приготовления состава для аккумулирования водорода можно использовать 55 любые сорбенты водорода и кремнийорга-:è÷åñêèå каучуки, выпускаемые отечественной промышленностью. Проводя полимеризацию в формах или продавливая состав через профилированные отверстия, можно получать образцы заданной конфигурации. 1142440 Скорость поглощения и выделения водорода составом мин Сорбент Процесс чистым сорбентом известным предложенным (без добавки нитрида бора) предложенным LaNi Поглощение 20 15 Выделение 30 20 TiFe Поглощение Выделение 35 ZrNoFe Поглощение 35 18 879 Выделение 50 30 Составитель А.Перевезенцев Техред С . Легеза Корректор В.Бутяга Редактор И.Ковальчук Подписное Филиал,ППП Патент, г.ух<город, ул.Проектная, 4 Заказ 645/22 Тираж 462 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
