Способ получения водорода

68I674

Социалистических

Ресгублик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.02.78 (21) 2603506, 23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

С OIВ 3/08

Государственный комитет (43) Опубликовано 23,12.81. Бюллетень ¹ 47 (53) УДК 661.961.3 (088.8) ло делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 23.12.81 (72) Авторы изобретения

А. Д. Цой, У. А. Асанов, И. Л. Варшавский, А. Т. Квашин, Б. Я. Петренко и В. П. Юн

Институт неорганической и физической химии АН Киргизской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА

Изобретение относится к способам получения водорода и может найти применение в процессах, использующих водород для окисления в двигателях внутреннего сгорания или в топливных элементах.

Известен способ получения водорода путем взаимодействия воды с амальга мои алюминия или металла, выбранного из группы — бериллий, цирконий, марганец, титан, хром при повышенной температуре (1).

Основным недостатком этого способа является низкая скорость выделения водорода и длительное время контакта.

Наиболее близким к описываемому изооретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения водорода путем взаимодействия воды со сплавами металлов, содержащими алюминий и добавки галлия, индия и олова в количестве 1 — 5 вес. % при температуре

90 С (2).

Основным недостатком данного способа являются относительно низкая скорость взаимодействия сплавов с водой, составляющая 0,1 л/г мин, а также наличие дорогостоящих и редких металлов в качестве добавки.

Целью изобретения является повышение скорости взаимодействия воды со сплавом.

Цель достигается способом получения водорода путем взаимодсйствия воды со сплавами металлов, содержащими алюминий, в котором используют сплавы, содержащие литий, натрий нлн калий и алюмишгды элемента, стоящего в ряду напряжений левее водорода.

Прп этом в качестве алюминпда элемента берут вещество из группы, содержащей

t0 М, Б, Si, Ti, Сг, \, . хЬ, 9, Zr, Hf, Мп, Sb и Fn

Кроме того литий, натрий пли калий и алюминпд элемента берут в весовом соотношении, равном 1 — 5: 5 — 20, 75 — 84, а

15 последний содержит 10 — 40 вес, % алюмипп я.

Данный способ позволяет повысить скорость взаимодействия, воды со сплавом с

О,1 л г мпн до 0,68 — 0,91 л/г мии, т. с. в 7—

0 9 раз.

Вышеиеречислснныс алюмшгнды в порошкообразном состоянии сплавляют при температуре 150 — 200 С с 1 — 5% лития и

5 — 20% натрия или калия без защитной атмосферы и флюса при интенсивном перемешиван|пп Полученнь|й порошок прессуют в опредсленныс <рормы и .;ранят в герметичных сосудах илп под слоем инертного оргашгческого растворителя.

Ф :д е4Ь о

«» фЪ" ее =М а Я 481674

Формула изобретения

Составитель Е. Корниенко

Редактор Т. Кузнецова Техред Л. Куклина Корректор Е. Осипова

Заказ 2514/б Изд. М 644 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Указанные сплавы интенсивно, некоторые со взрывом, взаимодействуют с водой, выделяя водород. Некоторые алюминиды, содержащие бор, кремний, германий, сурьму, выделяют кроме водорода до 100 вес. % соответственно бороводороды, силаны, германоводороды, сурьмянистый водород. Содержание их уменьшается при введении в сплав максимально указанное количество натрия или калия.

В процессе взаимодействия сплава с водой он нагревается до нескольких сотен градусов, что приводит воду в кипящее состояние. По этой причине исходная температура воды на скорость выделения водорода влияние не оказывает.

Пример 1. В дуговой печи в среде аргона сплавляют 18 r аморфного порошкообразного бора, завернутого в алюминиевую фольгу до мелкого порошка. В фарфоровом тигле расплавляют 1 r металлического лития и засыпают в него 20 г разбавленного сплава при интенсивном перемешивании, затем вводят 2,5 г металлического натрия и всю смесь тщательно растирают. После охлаждения смеси, порошок прессуют в виде таблеток Я 20 мм и длиной 30 мм.

Время взаимодействия сплава с водой около 15 с. При этом выделяется около 3 л водорода на 1 r сплава.

Пример 2. В дуговой печи в среде аргона сплавляют 18 г элементарного кремния с 2 г алюминия. Полученный силицил алюминия растирают в чугунной ступке до мелкого порошка, В фарфоровом тигле расплавляют 1 г металлического лития и засыпают в него 20 r раздробленного сплава при интенсивном перемешивании, затем добавляют 2 г металлического натрия и всю смесь тщательно растирают. После охлаждения смеси, порошок прессуют в виде таблеток 8 20 мм и длиной 30 мм.

Время взаимодействия сплава с водой

10 с с выделением около 1,5 л водорода на

1 г сплава.

Опыты с этим сплавом проводились в инертной атмосфере (аргоне), так как частично образующиеся силаны самовозгораются на воздухе.

П р им е р 3. В дуговой печи в среде аргона сплавляют 16 r металлического хрома и 4 г алюминия, Полученный алюминид хрома растирают в чугунной ступке, затем в фарфоровом тигле расплавляют 1 г металлического лития и засыпают в него 20 г сплава при интенсивном перемешивании, после чего добавляют в тигель 2 г металлического натрия и тщательно .перетирают всю смесь. После охлаждения порошок прессуют в виде таблеток 9 20 мм и длиной 30 мм.

Взаимодействует сплав с водой около

14 с, выделяя около 1 л водорода на 1 г

1О сплава.

Пример 4, В дуговой печи в среде аргона сплавляют 16 r металлического титана и 4 г алюминия. Полученный алюминид титана растирают в чугунной ступке, затем

15 в фарфоровом тигле расплавляют 1 г металлического лития и засыпают в него 20 r сплава при интенсивном перемешивании, после чего добавляют в тигель 2 г металлического натрия и тщательно перетирают

20 всю смесь. После охлаждения порошок прессуют в виде таблеток Я 20 мм и длиной 30 мм.

Полученный сплав взаимодействуют с водой около 4 с с выделением 1,2 г водорода

25 на 1 г сплава.

1. Способ получения водорода путем вза30 имодействия воды со сплавами металлов, содержащими алюминий, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения скорости взаимодействия, используют сплавы, содержащие литий, натрий или калий и алюми35 ниды элемента, стоящего в ряду напряжений левее водорода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве алюминида элемента используют вещество из группы, содержащей

40 элементы Mg, В, Si, Ti, Cr, V, Nb, W, Zr, Hf, Mn, Sb u Fe.

3. Способ по пп. 1 и 2, отл и ч а ю щи йс я тем, что литий, натрий или калий и алюминид элемента берут в весовом соот45 ношении, равном 1 — 5: 5 — 20: 75 — 94, а последний содержит 10 — 40% вес. алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 1. Патент США № 3540854, кл. 23 — 282, опублик. 17.11.70.

2. Авторское свидетельство СССР № 535364, кл. С 22С 21/00 от 22.06.76 (прототип) .