專利名稱：生產(chǎn)堿金屬氫化物和氫氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)氫氣的方法和生產(chǎn)堿金屬氫化物的方法。所得堿金屬氫化物本身又可用于獲得氫氣和堿金屬氫氧化物或氫氣和堿金屬。
多年來，已經(jīng)廣泛深入地研究了使用氫氣作為能源。為了用作能源，氫氣必須儲(chǔ)存并提供給消費(fèi)者。
迄今為止，氫氣例如已經(jīng)以液體的形式提供。然而，由于氫氣的低沸點(diǎn)，因此在低溫下液化和儲(chǔ)存氫氣的能耗非常高。盡管氫氣可在室溫下以壓縮氣體的形式儲(chǔ)存，但壓縮的能耗同樣相當(dāng)高。而且，儲(chǔ)能密度尚不充足。在液體氫和壓縮氫氣這兩種情況下，會(huì)存在由于蒸發(fā)而導(dǎo)致的損失。此外仍存在重大的安全和處理問題，結(jié)果所提供的這些形式均不適合于私人用戶。
氫也可以以金屬氫化物(例如特殊的FeTi或TiVFeMn合金)的形式提供，這些金屬氫化物可逆地儲(chǔ)存氫，然后在所需的時(shí)間釋放。
除了可逆體系以外，還提出了不可逆儲(chǔ)存的概念。根據(jù)這些概念，用水水解金屬氫化物，從而形成氫氣。US-B-6534033和US-B-6497973描述了基于氫化硼的體系。
US-A-5728464和US-A-5817157公開了由堿金屬或堿金屬氫化物生產(chǎn)氫氣。為了防止儲(chǔ)存過程中堿金屬或堿金屬氫化物與大氣濕氣過早反應(yīng)，提供了具有涂層(例如鋁或塑料涂層)的堿金屬或堿金屬氫化物。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于提供氫氣的環(huán)境友好的方法。
本發(fā)明的另一目的是公開了一種用于提供堿金屬氫化物的環(huán)境友好的方法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)氫氣的方法，該方法包括(i)使堿金屬化合物與含碳物質(zhì)和氫氣反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物；和(ii)使所獲得的堿金屬氫化物與水反應(yīng)，獲得氫氣和堿金屬氫氧化物。
在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及含下述步驟的方法(a)使碳源與水反應(yīng)，獲得含碳物質(zhì)；和(b)使所獲得的含碳物質(zhì)與氫氣和堿金屬化合物反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物。
含下述步驟的方法也是本發(fā)明的主題(a)使碳源與水反應(yīng)，獲得氫氣；和(b)使所獲得的氫氣與含碳物質(zhì)和堿金屬化合物反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物。
在又一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及含下述步驟的方法(i)使堿金屬化合物與含碳物質(zhì)和氫氣反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物；和(ii)將所獲得的堿金屬氫化物轉(zhuǎn)化成堿金屬和氫氣。
本發(fā)明的方法特別地是環(huán)境友好的。優(yōu)選地，可使用可再生的能源和生物物質(zhì)的起始化合物。
以下描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
堿金屬化合物堿金屬化合物可以是在氫氣存在下，可與含碳物質(zhì)反應(yīng)得到堿金屬氫化物的任何堿金屬化合物。堿金屬化合物的實(shí)例是堿金屬碳酸鹽、堿金屬氧化物和堿金屬氫氧化物。優(yōu)選使用堿金屬氫氧化物。
任何堿金屬可以以堿金屬化合物的形式使用。優(yōu)選使用鋰、鈉和鉀的化合物。由于氫對堿金屬的高重量比，因此優(yōu)選選擇鋰化合物。含碳物質(zhì)沒有特別限制含碳物質(zhì)，只要它能在氫氣存在下與堿金屬化合物反應(yīng)得到堿金屬氫化物即可。含碳物質(zhì)可包含碳本身、含有機(jī)碳的化合物如烴，以及它們的混合物。含碳物質(zhì)的實(shí)例是煤、焦炭、石油、天然氣和具有1-20個(gè)碳原子的烴，例如甲烷、丙烷或丁烷。優(yōu)選使用煤、焦炭和具有1-6個(gè)碳原子的烴。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用焦炭，尤其是生物源(biogenous)焦炭。
生物源焦炭可以是可通過各種方式由生物物質(zhì)制備的生物源焦炭。術(shù)語生物物質(zhì)要理解為是指所有含碳基質(zhì)，所述含碳基質(zhì)包括動(dòng)物或植物來源的組分且可轉(zhuǎn)化成焦炭。生物物質(zhì)的實(shí)例是木材和含木材的基質(zhì)(例如木材、鋸屑、木材廢料和類似物)、紙和來自造紙工藝的前體或殘余材料(例如紙廢料、紙板；來自造紙工藝的殘余材料和前體，其中包括黑液和類似物)，植物來源的基質(zhì)(例如植物剪取物、含能青草、農(nóng)業(yè)廢物和類似物)、動(dòng)物來源的基質(zhì)(例如屠宰場的廢物、動(dòng)物廢物和類似物)，以及其它基質(zhì)(例如，來自食品工業(yè)的殘余材料，來自厭氧氣化的殘余材料，公共和任選地工業(yè)污水污泥和類似物)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，可通過在不存在空氣的情況下，在400-500℃下加熱，在旋轉(zhuǎn)窯或者多層Herreshoff爐內(nèi)生產(chǎn)生物源焦炭。乙酸、甲醇、丙酮和熱解氣體作為副產(chǎn)物形成。所形成的熱解氣體可如下所述進(jìn)行進(jìn)一步處理或者通過添加化石燃料燃燒以加熱該爐。
可通過使碳源與水反應(yīng)獲得含碳物質(zhì)。為此，特別地，氣化和在臨界條件下的反應(yīng)是合適的工藝。
在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過氣化尤其是生物物質(zhì)來生產(chǎn)焦炭。在氣化中，碳源與水(優(yōu)選水蒸汽)反應(yīng)。如下所述，依據(jù)所使用的工藝條件，含碳物質(zhì)、氫氣或這二者的混合物作為主產(chǎn)品獲得。在本發(fā)明中，優(yōu)選低溫氣化。在該工藝中，可使用自熱(空氣和水蒸汽)氣化器或者他熱(水蒸汽)氣化器。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過氣化，尤其是氣化生物物質(zhì)生產(chǎn)的焦炭在與堿金屬化合物和氫氣的反應(yīng)中是具有特別的反應(yīng)性的，且與其它含碳物質(zhì)，特別是與其它類型的焦炭相比，得到更高的堿金屬氫化物產(chǎn)率。
氫氣所使用的氫氣也可來自于不同的來源。例如可由水電解、轉(zhuǎn)化、碳源與水的反應(yīng)(例如，碳源與水在臨界條件下的氣化或者反應(yīng))，或者由轉(zhuǎn)移反應(yīng)獲得氫氣。
已經(jīng)在工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行水的電解。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，電解所需要的電通過風(fēng)力提供。風(fēng)力電廠是環(huán)境友好的，因?yàn)樗鼈兝米匀坏娘L(fēng)力且不產(chǎn)生任何廢氣或者廢物。然而，所發(fā)的電量取決于當(dāng)前的風(fēng)條件且不可能根據(jù)需要控制。由于這些原因，由風(fēng)場供應(yīng)電到一般的供電網(wǎng)絡(luò)是有問題的。使用風(fēng)力電生產(chǎn)堿金屬氫化物則提供了以穩(wěn)定和可儲(chǔ)存形式儲(chǔ)存能量的可能性。在另一實(shí)施方案中，可通過太陽能生成電解所需要的電，因?yàn)檫@種電根據(jù)太陽輻射而經(jīng)受波動(dòng)。同樣在此情況下，本發(fā)明的方法提供了以堿金屬氫化物形式儲(chǔ)存通過太陽能生成的能量的可能性。當(dāng)然，同樣可使用其它常規(guī)或者可供替代的能源，例如水能。
轉(zhuǎn)化工藝以及由天然氣生產(chǎn)氫氣目前也在大規(guī)模地進(jìn)行，以便生產(chǎn)氫氣。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，可使用氣化提供氫氣。在氣化中，含碳物質(zhì)與水(優(yōu)選水蒸汽)和任選的氧氣或空氣反應(yīng)。作為含碳物質(zhì)的實(shí)例，可提及以上所述的那些以及生物物質(zhì)。鑒于該方法的環(huán)境相容性，氣化生物物質(zhì)是有利的。
例如藉助自熱或者他熱氣化工藝進(jìn)行生物物質(zhì)(或其它含碳物質(zhì))的氣化。根據(jù)所使用的氣化條件，當(dāng)加熱生物物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生熱解氣體和/或焦炭。首先獲得一氧化碳、二氧化碳、氫氣、烴(例如甲烷和高級(jí)烴)和焦油物質(zhì)的混合物作為粗熱解氣體。烴進(jìn)一步氣化，從而形成一氧化碳、二氧化碳和氫氣?？墒褂靡阎椒◤倪@一混合物中分離氫氣。任選地，可進(jìn)一步通過轉(zhuǎn)移反應(yīng)增加氫氣的產(chǎn)率。殘留氣體作為副產(chǎn)物保留，所述副產(chǎn)物可用于生成熱量。所生成的熱量可例如在碳源與水的反應(yīng)中或者在堿金屬化合物反應(yīng)得到堿金屬氫化物中使用。另外，它可用于其它目的，例如發(fā)電或者供熱。
在加熱生物物質(zhì)過程中形成的熱解氣體的氣化基本上要求比所得焦炭的氣化要少的熱能。當(dāng)供給的生物物質(zhì)加熱到高于約350℃時(shí)，形成熱解氣體，并且在較高的氣化器溫度下，在自熱和他熱反應(yīng)這兩種模式下，它們在數(shù)秒內(nèi)氣化。而另一方面，熱解焦炭在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間必須為數(shù)小時(shí)，以便能實(shí)現(xiàn)完全反應(yīng)。因此，當(dāng)供熱受到限制時(shí)且由于更快速的動(dòng)力學(xué)原因，優(yōu)選熱解氣體的氣化。因此，可通過調(diào)節(jié)溫度、停留時(shí)間和生物物質(zhì)的通過量來進(jìn)行氣化，以便在氣化過程中形成主要是氫氣，主要是焦炭或者二者的混合物。若主要形成氫氣，則可采用生物源的氫氣和來自另一來源的含碳物質(zhì)進(jìn)行本發(fā)明的方法。若主要形成焦炭，則采用生物源焦炭和來自另一來源的氫進(jìn)行本發(fā)明的方法。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，氫氣和含碳物質(zhì)二者均通過氣化，尤其是生物物質(zhì)的氣化產(chǎn)生。因此這兩種起始物質(zhì)可在一步中產(chǎn)生。
合適的氣化器可例如商購于CHOREN(Freiberg，Saxony，德國)、MTCI/TCI(美國)和FERCO(美國)公司。大多數(shù)生物物質(zhì)氣化器是流化床氣化器。主要含氫的熱解氣體在750-850℃的溫度下形成。當(dāng)溫度降低到低于約600℃時(shí)，作為中間產(chǎn)物在反應(yīng)器內(nèi)形成的焦炭不再氣化，而是連同含氫熱解氣體作為產(chǎn)物而獲得。
在他熱(水蒸汽)氣化器中，過程熱由外部提供，并藉助載熱介質(zhì)或者專門的換熱器而被引入到流化床內(nèi)。
在Battelle Columbus工藝(反應(yīng)器可商購于FERCO公司)中，與流化床砂一起從反應(yīng)器中取出的未氣化的熱解焦炭在單獨(dú)的反應(yīng)器中燃燒。然后，加熱的砂子再引入到反應(yīng)器內(nèi)。由于有限的熱容、砂子或另一種固體載熱介質(zhì)的循環(huán)量和溫度，因此所引入的熱流受到限制，并且不足以氣化熱解焦炭。藉助加熱的鋼或者剛玉球?qū)嵋氲搅骰矁?nèi)的這些和類似的工藝可被稱為“部分蒸汽轉(zhuǎn)化”，這是因?yàn)閮H僅發(fā)生利用水蒸汽的部分氣化。
在“完全蒸汽轉(zhuǎn)化”工藝中，具有特別高比熱密度(至少150瓦/℃.m2)的專用換熱器必須引入如此多的熱到流化床內(nèi)，以使焦炭也被氣化。作為反應(yīng)和流化介質(zhì)供入的600-650℃溫度下的蒸汽可充當(dāng)?shù)诙嵩础＿@種氣化器可獲自ThermoChem，Inc.(Baltimore，美國)。
除了自熱和他熱氣化工藝以外，可利用在臨界條件(壓力和/或溫度)下使碳源與水反應(yīng)的工藝。碳、液體和氣體烴以及氫氣可作為產(chǎn)物獲得，它們可在堿金屬化合物的反應(yīng)中使用。
如果堿金屬化合物(例如碳酸鹽、硫化物或氫氧化物；優(yōu)選氫氧化物)被加入到氣化工藝中，則尤其在生物物質(zhì)的情況下，可實(shí)現(xiàn)氫氣產(chǎn)率的改進(jìn)。優(yōu)選地，基于碳源的重量，以5-10重量％的用量添加堿金屬化合物。添加堿金屬化合物降低了在最終產(chǎn)品中包含的長鏈烴的量，并且因此導(dǎo)致氫氣產(chǎn)率增加。
在生產(chǎn)反應(yīng)的起始化合物中使用可再生的能源(例如生物物質(zhì)、風(fēng)力、水力、太陽能等)的一個(gè)特別的優(yōu)勢是與常規(guī)工藝相比，可以以CO2還原或CO2中和的方式進(jìn)行氫氣的生產(chǎn)。
在碳熱還原工藝中，堿金屬化合物，含碳物質(zhì)和氫氣反應(yīng)得到堿金屬氫化物。這種碳熱還原工藝是已知的，且例如公開于US-A-2884311中。該專利中所述的方法被引入本文以供參考。然而，本發(fā)明的方法不限于這種特定的方法。而是，起始化合物在約600-850℃下反應(yīng)。因此，所要求的溫度明顯低于使用碳熱還原工藝生產(chǎn)堿金屬所需的溫度。對于該工藝的進(jìn)行以及對反應(yīng)器的獲取來說，這導(dǎo)致成本降低，并且它保證了不中斷的長期操作。


圖1解釋了使用堿金屬碳酸鹽、堿金屬氫氧化物和堿金屬氧化物作為實(shí)例的反應(yīng)，其中M表示堿金屬。堿金屬氫化物、一氧化碳和任選的水作為反應(yīng)產(chǎn)物形成。在該反應(yīng)中形成的一氧化碳可與氧氣(例如大氣中的氧氣)反應(yīng)形成二氧化碳
這個(gè)反應(yīng)中釋放的熱可用于加熱碳熱還原方法中的混合物。這種方式可節(jié)約能源。還可使所得一氧化碳與水蒸汽以轉(zhuǎn)移反應(yīng)方式反應(yīng)形成氫氣和二氧化碳
氫氣又可用作碳熱還原工藝的起始材料。
一氧化碳氧化成二氧化碳以及轉(zhuǎn)移反應(yīng)二者均可根據(jù)已知方法來進(jìn)行。
可通過各種工藝或者單獨(dú)或者組合生成進(jìn)行碳熱還原工藝所需的熱。除了使用在一氧化碳反應(yīng)得到二氧化碳的過程中釋放的熱以外，還可藉助電加熱或者其它工藝(例如燃燒熱、來自其它工藝的過程熱等)來供熱。若選擇電加熱，則用于此目的的電優(yōu)選來自風(fēng)、水或太陽能。另外，可將例如來自電解器的氫氣和氧氣供入到反應(yīng)器內(nèi)，以用于堿金屬化合物與含碳物質(zhì)和氫氣的反應(yīng)。在此，氧氣與在該反應(yīng)中形成的一氧化碳和/或與氫氣反應(yīng)，并產(chǎn)生熱，以供吸熱反應(yīng)。
在碳熱還原工藝中獲得的堿金屬氫化物可被儲(chǔ)存，直至希望產(chǎn)生氫氣。通過這種方式，堿金屬氫化物的生產(chǎn)可與氫氣的生產(chǎn)在時(shí)間和地點(diǎn)上相分離。例如，堿金屬氫化物可集中生產(chǎn)，而氫氣可由消費(fèi)者單獨(dú)生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)廠的要求，堿金屬氫化物可以或者連續(xù)生產(chǎn)或者僅僅在獲得充足能量(例如風(fēng)力電廠、太陽能電廠)時(shí)生產(chǎn)，以使本發(fā)明的方法可最佳地適合于各種需求。
在生產(chǎn)氫氣之前，堿金屬氫化物可以或者以涂布件的形式原樣儲(chǔ)存(例如如US-A-5728464或US-A-5817157中所述)，或者以任何其它形式儲(chǔ)存。
如果需要的話，在熱解之前，在碳熱還原工藝中獲得的堿金屬氫化物可反應(yīng)形成復(fù)合氫化物。復(fù)合氫化物是具有堿金屬和至少一種其它元素的氫化物。實(shí)例包括含硼和鋁的氫化物。它們可根據(jù)已知方法(例如Schlesinger工藝)由堿金屬氫化物制備，之后根據(jù)需要進(jìn)行水解(任選地在儲(chǔ)存之后)。
進(jìn)行堿金屬氫化物或復(fù)合氫化物水解的工藝沒有特別的限制，并且根據(jù)氫氣的使用而定。例如在機(jī)動(dòng)車的情況下，根據(jù)負(fù)載的高波動(dòng)，則必須提供氫氣，而如果在燃料電池中使用氫氣，則其應(yīng)當(dāng)以恒定速率提供。水解工藝在相應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域中是已知的。任選地，氫氣可以以所需的壓力水平釋放。
所獲得的氫氣可在所有常規(guī)的應(yīng)用領(lǐng)域中使用。實(shí)例是粉末冶金、食品工業(yè)、化妝品和藥物的制造、氫氣燃料站、以氫氣為動(dòng)力的車輛、燃料電池等。如果需要，可壓縮或者液化氫氣。
除了氫氣以外，水溶液形式的堿金屬氫氧化物也導(dǎo)致水解反應(yīng)。堿金屬氫氧化物副產(chǎn)物可用于另一種目的，或者在適當(dāng)?shù)木C合加工之后可循環(huán)到碳熱還原工藝中。在氫氧化物作為堿金屬化合物的情況下，堿金屬氫氧化物水溶液只不過必須要被蒸發(fā)，這使得加工特別簡單。對于在碳熱還原工藝中作為起始材料的其它堿金屬化合物來說，必須進(jìn)行額外的步驟以將堿金屬氫氧化物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的堿金屬化合物。
堿金屬氫氧化物循環(huán)到碳熱還原工藝避免了廢物且使得該工藝特別地環(huán)境友好。此外，通過再利用(再循環(huán))該工藝中的物質(zhì)，相對有限的無機(jī)沉積物，例如鋰沉積物受到保護(hù)。
可使用氫氣燃料站的實(shí)例解釋本發(fā)明方法的一種可能的應(yīng)用。然而，本發(fā)明的方法并不限于這種應(yīng)用。類似地，本發(fā)明的方法可用于以氫氣為動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車、燃料電池和以上所述的其它應(yīng)用領(lǐng)域。
堿金屬氫化物根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)并以例如任選涂布的粒料形式供應(yīng)到氫氣燃料站中。在此它首先可被儲(chǔ)存，直到根據(jù)需要(例如當(dāng)機(jī)動(dòng)車要補(bǔ)給燃料時(shí))它被水解產(chǎn)生氫氣。氫氣被填加到機(jī)動(dòng)車的罐內(nèi)。所形成的堿金屬氫氧化物的水溶液可被收集并隨后返回到堿金屬氫氧化物的制造廠。
在另一實(shí)施方案中，與水解堿金屬氫化物不同，它可被熱轉(zhuǎn)化成堿金屬和氫氣。在圖2中示出了使用堿金屬氫氧化物作為實(shí)例的這種實(shí)施方案。本發(fā)明方法的這一變化形式允許環(huán)境友好地生產(chǎn)堿金屬同時(shí)生產(chǎn)氫氣。以上關(guān)于堿金屬化合物與含碳物質(zhì)和氫氣反應(yīng)的解釋類似地可用于這一實(shí)施方案?？筛鶕?jù)已知方法進(jìn)行堿金屬氫化物熱轉(zhuǎn)化成堿金屬和氫氣。熱轉(zhuǎn)化的溫度取決于所使用的堿金屬氫化物并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可適當(dāng)?shù)剡x擇。
可通過轉(zhuǎn)移反應(yīng)，由在生產(chǎn)堿金屬氫化物時(shí)獲得的一氧化碳和水蒸汽來生產(chǎn)該工藝所需的氫氣。在另一實(shí)施方案中，一氧化碳可與氧氣(例如大氣中的氧氣)反應(yīng)形成二氧化碳，并且所生成的熱可用于堿金屬氫化物熱轉(zhuǎn)化成堿金屬和氫氣。還可以使在堿金屬氫化物轉(zhuǎn)化成堿金屬時(shí)獲得的氫氣循環(huán)，并在生產(chǎn)堿金屬氫化物中作為起始材料使用它。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)氫氣的方法，該方法包括(i)使堿金屬化合物與含碳物質(zhì)和氫氣反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物；和(ii)使所獲得的堿金屬氫化物與水反應(yīng)，獲得氫氣和堿金屬氫氧化物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中另外在步驟(i)中獲得一氧化碳。
3.權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括步驟(iii)使一氧化碳與氧氣反應(yīng)以及(iv)將所得反應(yīng)熱供應(yīng)到步驟(i)。
4.權(quán)利要求2的方法，包括步驟(v)使一氧化碳與水蒸汽反應(yīng)獲得二氧化碳和氫氣以及(vi)將所得氫氣供應(yīng)到步驟(i)。
5.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)的方法，包括步驟(vii)任選地將步驟(ii)中獲得的堿金屬氫氧化物轉(zhuǎn)化成堿金屬化合物以及(viii)將堿金屬化合物供應(yīng)到步驟(i)。
6.權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)的方法，其中堿金屬化合物是堿金屬碳酸鹽、堿金屬氧化物或堿金屬氫氧化物。
7.權(quán)利要求6的方法，其中堿金屬化合物是堿金屬氫氧化物。
8.權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)的方法，其中堿金屬化合物是鋰化合物、鈉化合物或鉀化合物。
9.權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法，其中含碳物質(zhì)包含碳、烴或其混合物。
10.權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)的方法，其中含碳物質(zhì)是生物源焦炭。
11.權(quán)利要求1-10任何一項(xiàng)的方法，其中氫氣是生物源氫氣。
12.權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括步驟(ix)使碳源與水反應(yīng)獲得含碳物質(zhì)以及(x)將所得含碳物質(zhì)供應(yīng)到步驟(i)。
13.權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括步驟(xi)使碳源與水反應(yīng)獲得氫氣以及(xii)將所得氫氣供應(yīng)到步驟(i)。
14.權(quán)利要求13的方法，其中另外在步驟(xi)中獲得含碳化合物并且所得含碳化合物被供應(yīng)到步驟(i)。
15.一種包含以下步驟的方法(a)使碳源與水反應(yīng)獲得含碳物質(zhì)；和(b)使所獲得的含碳物質(zhì)與氫氣和堿金屬化合物反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物。
16.權(quán)利要求15的方法，其中步驟(a)包括氣化或者在臨界條件下的反應(yīng)。
17.權(quán)利要求16的方法，其中步驟(a)包括自熱或者他熱氣化。
18.權(quán)利要求15-17任何一項(xiàng)的方法，其中在步驟(a)中的反應(yīng)包括在堿金屬氫氧化物存在下的氣化。
19.權(quán)利要求15-18任何一項(xiàng)的方法，其中碳源是生物物質(zhì)。
20.權(quán)利要求15-19任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括步驟(c)使在步驟(b)中獲得的堿金屬氫化物與水反應(yīng)，以獲得氫氣和堿金屬氫氧化物。
21.權(quán)利要求15-19任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括步驟(d)使在步驟(b)中獲得的堿金屬氫化物轉(zhuǎn)化成堿金屬和氫氣。
22.一種包含下述步驟的方法(a)使碳源與水反應(yīng)，獲得氫氣；和(b)使所獲得的氫氣與含碳物質(zhì)和堿金屬化合物反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物。
23.權(quán)利要求22的方法，其中步驟(a)包括氣化或者在臨界條件下的反應(yīng)。
24.權(quán)利要求23的方法，其中步驟(a)包括自熱或者他熱氣化。
25.權(quán)利要求22-24任何一項(xiàng)的方法，其中另外在步驟(a)中獲得含碳物質(zhì)。
26.權(quán)利要求25的方法，其中在步驟(a)中獲得的含碳物質(zhì)被用作步驟(b)中的含碳物質(zhì)。
27.權(quán)利要求22-26任何一項(xiàng)的方法，其中在步驟(a)中的反應(yīng)包括在堿金屬氫氧化物存在下的氣化。
28.權(quán)利要求22-27任何一項(xiàng)的方法，其中碳源是生物物質(zhì)。
29.權(quán)利要求22-28任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括步驟(c)使在步驟(b)中獲得的堿金屬氫化物與水反應(yīng)，獲得氫氣和堿金屬氫氧化物。
30.權(quán)利要求22-28任何一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括步驟(d)將步驟(b)中獲得的堿金屬氫化物轉(zhuǎn)化成堿金屬和氫氣。
31.一種包含下述步驟的方法(i)使堿金屬化合物與含碳物質(zhì)和氫氣反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物；和(ii)將所獲得的堿金屬氫化物轉(zhuǎn)化成堿金屬和氫氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)氫氣的方法，該方法包括(i)使堿金屬化合物與含碳物質(zhì)和氫氣反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物；和(ii)使所獲得的堿金屬氫化物與水反應(yīng)，獲得氫氣和堿金屬氫氧化物。本發(fā)明還涉及一種含下述步驟的方法(a)使碳源與水反應(yīng)，獲得含碳物質(zhì)；和(b)使所獲得的含碳物質(zhì)與氫氣和堿金屬化合物反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物。另一實(shí)施方案公開了一種包括下述步驟的方法(a)使碳源與水反應(yīng)，獲得氫氣；和(b)使所獲得的氫氣與含碳物質(zhì)和堿金屬化合物反應(yīng)，獲得堿金屬氫化物。
文檔編號(hào)C01B6/04GK1812928SQ200480018308
公開日2006年8月2日 申請日期2004年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者沃爾弗·約翰森 申請人:米夏埃爾·澤赫鮑爾