用于储氢的离子液体的制作方法_2

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0-烷基或类似项的缩略符号。
[0025] 根据所述方法的示例性实施方案,所述阳离子是以下之一:吡啶锡、吡咯锡、噻唑 锡、P恶唑锡,以及喹啉锡,其中一个基团结合到氮原子,和/或一个到三个基团结合到碳 环的碳原子。
[0026] 根据所述方法的示例性实施方案,所述阳离子是以下之一:铵、销丨,以及锍。
[0027] 根据所述方法的示例性实施方案,所述阳离子是以下之一:哌啶锡、吡咯烷锡,以 及吗啉鐵,其中所述一到四个基团中的一个或两个结合到氮原子,和/或所述一到四个基 团中的一到三个结合到所述碳环的碳原子。
[0028] 根据所述方法的示例性实施方案,所述阳离子是以下之一:咪唑鐵、苯并咪唑 锡、吡唑鐵,以及苯并噻唑锡,其中氮原子各自结合所述一到四个基团中的一个,和/或所 述一到四个基团中的一到三个结合到所述碳环的碳原子。为了清楚的原因,应注意,在有多 于一个氮原子的情况,第一基团可以结合到第一氮原子,并且第二基团可以结合到第二氮 原子。
[0029] 根据所述方法的示例性实施方案,所述阳离子是以下之一:三辛基甲基铵、三己基 甲基铵、四己基铵、四辛基铵,以及1-辛基-3-甲基咪唑犧。特别地,三辛基甲基铵可以形 成所述离子液体中的所述阳离子。
[0030] 特别地,所述阳离子可以不包含碱金属和/或碱土金属。即,离子液体可以不包含 碱金属阳离子和/或碱土金属阳离子。
[0031] 根据所述方法的示例性实施方案,所述催化剂是过渡金属和/或贵金属。特别地, 所述贵金属可以是铂、钯、铑等等,并且所述过渡金属可以是钴、镍、铜或镧系等等。此外,应 注意,所述催化剂可以由合金、金属间化合物、化合物、复合物或者陶瓷形成,所述合金、金 属间化合物、化合物、复合物或者陶瓷由上文提及的贵金属和或过渡金属组成或包括上文 提及的贵金属和或过渡金属中的一个。另外,所述催化剂可以以化学和/或物理方式固定 化在介质上或介质中,所述介质例如活性炭、陶瓷、沸石、纳米管、富勒烯、塑料、膜等等。
[0032] 根据所述方法的示例性实施方案,所述催化剂形成微晶或纳米晶结构。
[0033] 术语"微晶结构"可以具体地指代具有在微米量级尺寸的单元的结晶结构。以类 似定义,术语"纳米晶结构"可以具体地指代具有在纳米量级尺寸的单元的结晶结构。例 如,催化剂结构可以通过烧结粒度分别在微米和纳米范围(例如〇. 2微米到1. 6微米,或者 约10纳米)的金属粉末来形成。这些粉末颗粒可以被烧结成具有直径为毫米范围(例如 在0? 1mm和20mm之间,具体地在1mm和2mm之间)的球体。烧结之后,催化剂球体可以被 烧结,以形成晶状结构,例如以形成六方球堆积,具体为最密六方球堆积或最高密度六方球 堆积。这样的结构可以尤其用于提供大的表面,以使得能够进行反应,例如可以促进氢的释 放。特别地,最密球堆积可以驱使粘性的离子液体接触催化剂的整个表面。
[0034]根据所述方法的示例性实施方案,通过释放氢,形成了硼酸根,例如偏硼酸根,或 对应于通式B0R或B0RR'的任何化合物。
[0035] 特别地,所述偏硼酸根可以形成离子液体中的阴离子。
[0036] 根据所述方法的示例性实施方案,所述第一离子液体和/或所述第二离子液体具 有预定的粘度值。特别地,所述第一离子液体和所述第二离子液体可以具有相同或不同的 粘度。例如,第一预定粘度值可以与所述第一离子液体相关联,而第二预定粘度水平可以与 所述第二离子液体相关联。特别地,所述粘度值可以例如,根据期望的水平(例如在室温低 于1〇〇毫帕和/或在-20°C低于2000毫帕)来设定。
[0037] 根据示例性实施方案,粘度水平通过添加添加剂而被设定到预定粘度值。特别地, 添加剂可以适合于降低粘度,例如可以是具有比离子液体(即储氢液体)更低粘度的试剂。 此外,添加剂可以不与离子液体和/或所用的催化剂反应。由此,一般地,除了立体受阻的 那些以外,不可以使用酯、醛、酮、羧酸,即,例如,可以使用因立体受阻而不与离子液体和/ 或催化剂反应的醛、酮或羧酸。
[0038] -般地,添加剂可以是保护性添加剂(例如对腐蚀、磨损、高压、氧化和/或还原过 程的保护)、缓冲物质(例如用于pH水平缓冲和/或酸捕集试剂)、络合剂、乳化剂、分散介 质、洗涤剂、润滑剂、摩擦改性剂、粘度改性剂、胶凝剂、密封剂、防腐剂、所谓的降倾点添加 剂、抑泡剂、自由基拦截剂,以及水调节剂。
[0039] 特别地,可以使用具有低蒸汽压、高沸点和低凝固点的添加剂。另外,可使用可以 容易地从氢气中(例如作为气相)去除的添加剂。去除可以通过吸附剂例如活性炭来实现。 此外,所用的添加剂可以不溶于水或不可与水混合,以使其在再循环过程中可以不被去除。
[0040] 根据示例性实施方案,所述添加剂是以下之一:酰胺、醚(包括环醚或聚醚)、缩 醛、缩酮、醇(包括多元醇)、芳香烃、脂肪烃(例如丁醇戊醇、己醇、庚醇、辛醇、脂肪醇)、二 丁基醚、二乙基醚、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、1,2-二乙氧基乙烷、甲醛二甲基乙缩醛、 不同链长的聚乙烯甘油二甲醚,以及不同链长的聚乙烯醇。
[0041] 根据示例性实施方案,所述方法还包括向第一离子液体和/或第二离子液体中添 加碱性添加剂。亦即,可以使用具有大于7的pH值的添加剂。特别地,碱性添加剂可以具 有稳定作用,并且也可以被称作稳定剂。
[0042] 根据所述方法的示例性实施方案,碱性添加剂是由以下组成的组中的至少一种: 碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱土金属碳酸盐、四烷基季铵氢氧化 物、四烷基季铵碳酸盐、四烷基季儀氢氧化物、四烷基季镇碳酸盐,四烷基季顿以及烷基碳 酸盐。特别地,可以使用多于一种所提及的碱性添加剂的混合物。
[0043]总之,根据本发明的示例性方面,可以提供一种用于储氢的方法。所述方法可以形 成闭合回路,并且可以基于液体载体材料如离子液体。特别地,所述液体载体可以包含阳离 子(例如三辛基甲基铵)和阴离子,所述阴离子可以由硼氢化物形成,并且所述阴离子可以 载有储存的氢。所述阳离子和阴离子可以形成离子液体,所述离子液体即使当与水接触时 仍可以是稳定的。然而,储存的氢可以通过使用水以及相应的催化剂(例如过渡金属或贵 金属如铂、钯或铑)而被释放。这些环境下,离子液体可以释放氢,同时可以形成包含三辛 基甲基铵和硼酸根(例如偏硼酸根)的新的离子液体。该新的离子液体可以然后被再次荷 载以氢,例如通过将硼氢化钠引入到所述离子液体中。
[0044] 通过使用离子液体进行的相应储氢方法可以提供有效且安全的储氢方式。特别 地,所述储氢方法可以无需使用高压或低温而储存足够的量。例如,包括三辛基甲基铵作为 阳离子以及偏硼酸根或硼氢化物作为阴离子的离子液体的使用,可以使得能够提供液体储 存介质,其中离子液体可以在循环或再循环过程中被荷载或卸载以氢,例如通过使用液体 离子交换过程。该离子液体可以提供足够高储存密度的氢,所述氢可以通过使用催化剂以 可控的方式被释放。一般地,可以提供例如确保用于汽车的充足范围的储存介质。通过使用 离子液体作为储存介质,可以确保单位质量的高储存容量,和/或单位体积的高储存容量。 另外,可以达到能导致高储存安全性的低泄露。此外,所描述的离子液体可以具有随时间在 化学和/或热影响方面的高稳定性,和/或可以是耐燃的。
[0045] 其他可能的阳离子可包括四甲基铵、四乙基铵、三乙基甲基铵、四丁基铵、三丁基 甲基铵、1,3-二甲基咪唑鐵、1-丁基-3-甲基咪唑翁|、1,2, 3-三甲基咪唑儀、1-乙 基-3-甲基咪唑锡、1-乙基-2, 3-二甲基咪唑锡,以及1-丁基-2, 3-二甲基咪唑锡,这 些阳离子均可与作为阴离子的BH4-起使用。
[0046]从下文要描述的实施方案的实施例,以上定义的方面以及本发明的另外方面将是 明显的,并且参考这些实施方案的实施例来解释。应注意,联系示例性实施方案或示例性方 面描述的特征可以与其他示例性实施方案以及其他示例性方面组合。
【附图说明】
[0047]下文将参考实施方案的实施例来更详细描述本发明,然而本发明不限于所述实施 方案。
[0048] 图1示意性阐述基于离子液体的氢储存的循环过程。
[0049] 图2示意性示出包含催化剂材料的催化转化器。
[0050] 图3示意性示出用于储存氢储存介质的容器。
【具体实施方式】
[0051] 附图中的阐述是示意性的。
[0052] 图1示意性示出用于氢储存的循环过程或再循环过程100,该过程基于离子液体。 过程开始时,离子液体可以由三辛基甲基铵甲基碳酸盐
[0053]
[0054] 与硼氢化钠(NaBH4)来制造,该步骤在图1中由箭头1
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