CN114751377A - 粗氢气的纯化系统及纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氢气纯化技术领域，公开了一种粗氢气的纯化系统及纯化方法，该系统包括变压吸附单元和锂电池组，所述锂电池组包括多个并联设置的固态锂电池；其中，所述变压吸附单元用于将含氢原料气进行变压吸附，得到脱除杂质气体的含氮和氢气体；所述固态锂电池进行放电用于将所述含氮和氢气体中的氮气进行捕集，得到脱除氮气的氢气。本发明提供的粗氢气的纯化系统能够对粗氢气进行有效纯化，即能够在完全满足燃料电池用氢品质的前提下，显著提高氢气的收率；并且本发明提供的粗氢气的纯化方法工艺流程简单，易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及氢气纯化技术领域，具体涉及一种粗氢气的纯化系统及纯化方法。
背景技术
由于质子交换膜燃料电池对氢气中的杂质十分敏感，氢燃料电池使用的氢气要求纯度达到ISO14687-2标准和SAE J2719燃料电池驱动车辆氢燃料质量要求。
目前，变压吸附法(PSA)或者膜提氢法是常用于脱除含氢原料气中的杂质气体，从而得到纯净氢气的手段，但二者在脱除氮气即实现氮气与氢气分离时，均存在氢气收率低的问题，应用具有一定的局限性。
因此，提供一种新的粗氢气的纯化系统及纯化方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有利用变压吸附法脱除含氢原料气中的杂质气体尤其是氮气时，存在氢气收率低的问题，提供一种粗氢气的纯化系统及纯化方法，该系统能够在保持氢气纯度≥99.97％，即在满足燃料电池用氢品质的同时，显著提高氢气的收率。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种粗氢气的纯化系统，该系统包括变压吸附单元和锂电池组，所述锂电池组包括多个并联设置的固态锂电池；
其中，所述变压吸附单元用于将含氢原料气进行变压吸附，得到脱除杂质气体的含氮和氢气体；
所述固态锂电池进行放电用于将所述含氮和氢气体中的氮气进行捕集，得到脱除氮气的氢气。
本发明第二方面提供一种粗氢气的纯化方法，该方法包括：将含氢原料气引入变压吸附单元进行变压吸附，得到脱除杂质气体的含氮和氢气体，然后将所述含氮和氢气体交替引入多个并联设置的固态锂电池中，在所述固态锂电池放电过程中将所述含氮和氢气体中的氮气捕集，获得纯净的氢气。
通过上述技术方案，本发明提供的粗氢气的纯化系统能够对粗氢气进行有效纯化，即能够在完全满足燃料电池用氢品质(氢气纯度≥99.97％)的前提下，显著提高氢气的收率，例如采用本发明实施例1的纯化方法能够使氢气的收率达到78.5％，而采用对比例的纯化方法使得氢气的收率仅为64％；并且本发明提供的粗氢气的纯化方法工艺流程简单，易于实施。
附图说明
图1为本发明提供的一种优选实施方式的粗氢气的纯化系统的结构示意图。
附图标记说明
1变压吸附单元 2第一固态锂电池 3第二固态锂电池
4气体缓冲罐 L-1第一阀门 L-2第二阀门
L-3第三阀门 L-4第四阀门 L-5第五阀门
L-6第六阀门 L-7第七阀门 L-8第八阀门
L-9第九阀门 L-10第十阀门
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
现有技术通常采用变压吸附单元即多个变压吸附罐对含氢原料气进行变压吸附以脱除杂质气体，但在利用变压吸附脱除氮气时会导致氢气的收率偏低。为了解决上述问题，本发明的发明人在研究中发现，通过将含氢原料气依次通过变压吸附单元和多个并联设置的固态锂电池，能够在有效脱除杂质气体尤其是氮气的同时，显著提高氢气的收率。
如前所述，本发明第一方面提供一种粗氢气的纯化系统，该系统包括变压吸附单元和锂电池组，所述锂电池组包括多个并联设置的固态锂电池；
其中，所述变压吸附单元用于将含氢原料气进行变压吸附，得到脱除杂质气体的含氮和氢气体；
所述固态锂电池进行放电用于将所述含氮和氢气体中的氮气进行捕集，得到脱除氮气的氢气。
在本发明的一些实施例中，优选地，所述固态锂电池包括气体入口、氮气出口和氢气出口，用于在所述固态锂电池进行放电时将从所述气体入口引入的所述含氮和氢气体脱除氮气，从所述氢气出口排出氢气；在所述固态锂电池进行充电时，从所述氮气出口排出所述固态锂电池经所述捕集获得的氮气。本发明中，所述氮气出口和氢气出口可以共用一个出口也可以分开设置两个出口，本领域技术人员可以根据实际情况选择。
在本发明的一些实施例中，优选地，所述固态锂电池包括正极、锂负极和固态电解质。本发明对所述固态锂电池的结构没有特别的限定，例如包括但不限于板式结构、柱状结构等。
在本发明的一些实施例中，对所述正极的选择范围较宽，优选地，所述正极包括负载有催化剂的多孔碳材料。
为了使氢气能够快速通过多孔碳材料的孔口扩散到孔内，而氮气很难通过多孔碳材料的孔口扩散到孔内，以实现氢气和氮气的分离，根据本发明一种优选的实施方式，所述多孔碳材料的孔径为0.2-0.6nm，更优选为0.23-0.38nm。在该种优选情况下，能够进一步获得高纯度和高收率的氢气。
本发明对所述碳材料的选择范围较宽，优选地，所述碳材料选自活性碳、石墨、石墨烯和碳分子筛中的至少一种，更优选为碳分子筛。在该种优选情况下，更有利于氮气的富集，提高锂离子与氮气的接触机会，使氮气的脱除更加彻底。
本发明对所述催化剂的选择范围较宽，优选地，所述催化剂选自Ru、Pt、Ir、Au、Pd、Mo、Fe、Cr、Ti和Mn中的至少一种，或者选自它们的硫化物、氮化物、碳化物和氧化物中的至少一种，或者选自它们的单质和/或硫化物和/或氮化物和/或碳化物和/或氧化物与TiO2、Al2O3、ZrO2、C和MgO中任意一种形成的复合物，更优选为Ru。本发明所述的它们的硫化物、氮化物、碳化物和氧化物表示前述Ru、Pt、Ir、Au、Pd、Mo、Fe、Cr、Ti和Mn各自对应的硫化物、氮化物、碳化物和氧化物。本发明所述的它们的单质表示Ru、Pt、Ir、Au、Pd、Mo、Fe、Cr、Ti和Mn。
在本发明的一些实施例中，对所述固态电解质的选择范围较宽，优选地，所述固态电解质为由Li和选自La、Zr、Nb、Ta、Al、Mg、Ca、Sr、Nb和Ti中至少一种的氧化物或磷酸盐形成的化合物；进一步优选地，所述固态电解质选自LiZr2(PO4)3、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li2SrNb2O7、Li2CaTa2O7、Li7La3Zr2O12和Li1.2Mg0.1Zr1.9(PO4)3中的至少一种，更优选为Li7La3Zr2O12，这样更有利于提高氢气的纯度和收率，以满足燃料电池用氢品质。而传统锂电池常用有机溶剂碳酸二甲酯与六氟磷酸锂做电解液，聚四氟乙烯、聚丙烯等多孔材料做隔膜，该锂电池在充电时会形成SEI层，SEI层中常见的化学物质为氟化锂(LiPF6)，湿气与氟化锂反应会形成氟化氢，而氟化氢会严重影响氢气品质。
本发明对并联设置的固态锂电池的个数没有特别的限定，可以将2个固态锂电池并联设置也可以将3个固态锂电池并联设置，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择。本发明中，多个并联设置的固态锂电池的结构可以相同也可以不同，本领域技术人员可以根据实际情况确定。
在本发明的一些实施例中，优选地，所述变压吸附单元内装填有选自活性炭、氧化铝、硅胶和分子筛中的至少一种。本发明对上述吸附剂的填装顺序没有特别的限定，采用现有的从下到上依次是硅胶、氧化铝、活性炭和分子筛的填装顺序即可。本领域技术人员根据含氢原料气的组成能够对变压吸附单元中填装的吸附剂进行组合使用，使得变压吸附单元能够通过改变压力将含氢原料气中例如CH4、CO、CO2以及其他杂质脱除以获得满足燃料电池用氢标准的氢气。
在本发明的一些实施例中，优选地，所述变压吸附单元内装填有活性炭和分子筛。
优选地，所述活性炭与分子筛的质量比为(1：10)-(10：1)，这样能够更好的脱除杂质气体。本发明对所述分子筛的种类没有特别的限定，可以为本领域的常规选择。
本发明对设置在变压吸附单元中的吸附塔的个数没有特别的限定，其内可以设置两个并联的吸附塔，也可以设置四个并联的吸附塔，本领域技术人员可以根据实际情况按需选择。
在本发明的一些实施例中，优选地，该系统还包括：并联设置在变压吸附单元与锂电池组之间的气体缓冲罐，所述气体缓冲罐用于储存部分含氮和氢气体。本发明中，所述气体缓冲罐设置在变压吸附单元与锂电池组之间，即设置在变压吸附单元与距离变压吸附单元最近的固态锂电池之间，且所述气体缓冲罐与变压吸附单元、距离变压吸附单元最近的固态锂电池并联设置。本发明设置气体缓冲罐是为了存储部分含氮和氢气体以便于对变压吸附单元中的吸附剂进行吹扫，实现吸附剂的再生。
根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，该系统包括：并联设置的变压吸附单元1、气体缓冲罐4和锂电池组，所述锂电池组包括并联设置的第一固态锂电池2和第二固态锂电池3，所述第一固态锂电池2和第二固态锂电池3均包括正极、锂负极、固态电解质、气体入口、氮气出口和氢气出口；所述变压吸附单元1的入口通过带有阀门的管线与含氢原料气管路连通，所述变压吸附单元1的出口分别通过带有阀门的管线与第一固态锂电池2和第二固态锂电池3的气体入口连通，所述第一固态锂电池2和第二固态锂电池3的氢气出口分别通过带有阀门的管线与氢气管路连通，所述第一固态锂电池2和第二固态锂电池3的氮气出口分别通过带有阀门的管线与氮气管路连通；且所述气体缓冲罐4分别通过带有阀门的中间产品气管线和吸附再生用吹扫气管线与含氮和氢气体管路、变压吸附单元1的出口连通。
采用本发明上述提供的纯化系统，通过控制阀门的开关状态能够对含氢原料气进行连续的纯化，从而获得燃料电池用氢气。
本发明第二方面提供一种粗氢气的纯化方法，该方法包括：将含氢原料气进行变压吸附，得到脱除杂质气体的含氮和氢气体；然后将所述含氮和氢气体交替引入多个并联设置的固态锂电池中，在所述固态锂电池放电过程中将所述含氮和氢气体中的氮气捕集，获得纯净的氢气。
本发明粗氢气的纯化方法可以概括为先将含氢原料气进行变压吸附以脱除杂质气体，得到含氮和氢气体；然后将含氮和氢气体交替引入多个并联设置的固态锂电池中，在固态锂电池放电时，负极锂失去电子变为锂离子，该锂离子穿过固态电解质在正极上与从外电路传递过来的电子以及含氮和氢气体中的氮气反应得到氮化锂，即在固态锂电池放电过程中，锂与氮气在正极上反应得到氮化锂，并获得纯净的氢气；在固态锂电池充电时，氮化锂失去电子得到氮气，即在固态锂电池充电过程中，氮化锂分解得到锂和氮气，从而获得纯净的氮气，并实现氢气和氮气的分离。而现有技术通常将含氢原料气进行多次变压吸附以脱除杂质气体和氮气。
在本发明的一些实施例中，优选地，在所述固态锂电池充电过程中得到纯净的氮气。
优选地，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行充电。
优选地，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行放电。
在本发明的一些实施例中，优选地，该方法还包括：将部分含氮和氢气体进行存储，当变压吸附停止工作时，使用存储的部分含氮和氢气体进行吹扫。
本发明所述的变压吸附采用传统变压吸附工艺，高压吸氢低压放氢，多塔依次进行，在一个循环周期中依次进行如下步骤：升压、吸附、顺放、逆放、冲洗、升压。
在本发明的一些实施例中，对所述含氢原料气没有特别的限定，优选地，所述含氢原料气中含有75-99wt％的H2、0.5-25wt％的N2、0-5wt％的CO、0-5wt％的CO2和0-5wt％的CH4。
根据本发明一种优选的实施方式，通过将含氢原料气引入如图1所示的粗氢气的纯化系统进行氢气的纯化，具体为：
含氢原料气通过含氢原料气管路和带有第一阀门L-1的管线进入变压吸附单元1中进行杂质气体的脱除，得到含氮和氢气体，所述含氮和氢气体通过管线(带有第二阀门L-2、第五阀门L-5)以及第一固态锂电池2的气体入口进入第一固态锂电池2中，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行放电，该第一固态锂电池2在放电过程中，锂与含氮和氢气体中的氮气在正极上反应得到氮化锂，获得的纯净的氢气从第一固态锂电池2的氢气出口排出，并通过带有第六阀门L-6的管线进入氢气管路；
当第一固态锂电池2处于吸收饱和状态即无法工作时，关闭第五阀门L-5，打开第八阀门L-8，使得所述含氮和氢气体通过管线(带有第二阀门L-2、第八阀门L-8)以及第二固态锂电池3的气体入口进入第二固态锂电池3中，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行放电，该第二固态锂电池3在放电过程中，锂与含氮和氢气体中的氮气在正极上反应得到氮化锂，获得的纯净的氢气从第二固态锂电池3的氢气出口排出，并通过带有第九阀门L-9的管线进入氢气管路；与此同时，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行充电，第一固态锂电池2在充电过程中，氮化锂分解得到锂和氮气即恢复工作状态，氮气从第一固态锂电池2的氮气出口排出，并通过带有第七阀门L-7的管线进入氮气管路；
当第二固态锂电池3处于吸收饱和状态即无法工作时，关闭第八阀门L-8，打开第五阀门L-5，使得所述含氮和氢气体通过管线(带有第二阀门L-2、第五阀门L-5)以及第一固态锂电池2的气体入口进入第一固态锂电池2中，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行放电，该第一固态锂电池2在放电过程中，锂与含氮和氢气体中的氮气在正极上反应得到氮化锂，获得的纯净的氢气从第一固态锂电池2的氢气出口排出，并通过带有第六阀门L-6的管线进入氢气管路；与此同时，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行充电，第二固态锂电池3在充电过程中，氮化锂分解得到锂和氮气即恢复工作状态，氮气从第二固态锂电池3的氮气出口排出，并通过带有第十阀门L-10的管线进入氮气管路；按照上述操作在第一固态锂电池2和第二固态锂电池3之间交替切换，实现氢气的连续纯化；
同时，所述含氮和氢气体还通过管线(带有第二阀门L-2、第三阀门L-3)进入气体缓冲罐4中进行储存备用，当变压吸附单元1中的吸附剂停止工作时，该含氮和氢气体通过含有第四阀门L-4的管线进入变压吸附单元1中为其提供吸附再生用吹扫气，以实现吸附剂的再生。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均可从商业渠道获得。
H2、CO2、CO、CH4和N2的纯度采用傅立叶变换红外线光谱分析仪(FTIR)-气相色谱法(GC-PHID)测定。
氢气的收率％＝(获得氢气的摩尔量/原料气中氢气的摩尔量)×100％。
含氢原料气的组成及含量见表1。
表1
| 组成 | 含量(wt％) |
| H<sub>2</sub> | 84 |
| N<sub>2</sub> | 14.4 |
| CO | 0.67 |
| CO<sub>2</sub> | 0.03 |
| CH<sub>4</sub> | 0.04 |
| 其他杂质 | 0.86 |
实施例1
采用如图1所示的粗氢气的纯化系统，将具有表1所述组成和含量的含氢原料气通过含氢原料气管路和带有第一阀门L-1的管线进入变压吸附单元1(包括四个吸附塔，其中装填有活性炭和5A分子筛，活性炭与5A分子筛的重量比为1：2)中，变压吸附单元1采用变压吸附工艺经升压-吸附-顺放-逆放-冲洗-升压的循环吸脱附过程脱除CH4、CO、CO2以及其他杂质，得到含氮和氢气体，含氮和氢气体通过管线(带有第二阀门L-2、第五阀门L-5)以及第一固态锂电池2的气体入口进入第一固态锂电池2(以金属锂作为负极，以负载Ru的碳分子筛作为正极，以Li7La3Zr2O12作为固态电解质，且碳分子筛的孔径为0.33nm)中，以0.3mA/cm2的恒流速率进行放电，该第一固态锂电池2在放电过程中，锂与含氮和氢气体中的氮气在正极上反应得到氮化锂，获得的纯净的氢气从第一固态锂电池2的氢气出口排出，并通过带有第六阀门L-6的管线进入氢气管路；
当第一固态锂电池2处于吸收饱和状态即无法工作时，关闭第五阀门L-5，打开第八阀门L-8，使得含氮和氢气体通过管线(带有第二阀门L-2、第八阀门L-8)以及第二固态锂电池3的气体入口进入第二固态锂电池3(以金属锂作为负极，以负载Ru的碳分子筛作为正极，以Li7La3Zr2O12作为固态电解质，且碳分子筛的孔径为0.33nm)中，以0.3mA/cm2的恒流速率进行放电，该第二固态锂电池3在放电过程中，锂与含氮和氢气体中的氮气在正极上反应得到氮化锂，获得的纯净的氢气从第二固态锂电池3的氢气出口排出，并通过带有第九阀门L-9的管线进入氢气管路；与此同时，以0.3mA/cm2的恒流速率进行充电，第一固态锂电池2在充电过程中，氮化锂分解得到锂和氮气即恢复工作状态，氮气从第一固态锂电池2的氮气出口排出，并通过带有第七阀门L-7的管线进入氮气管路；
当第二固态锂电池3处于吸收饱和状态即无法工作时，关闭第八阀门L-8，打开第五阀门L-5，使得含氮和氢气体通过管线(带有第二阀门L-2、第五阀门L-5)以及第一固态锂电池2的气体入口进入第一固态锂电池2中，以0.3mA/cm2的恒流速率进行放电，该第一固态锂电池2在放电过程中，锂与含氮和氢气体中的氮气在正极上反应得到氮化锂，获得的纯净的氢气从第一固态锂电池2的氢气出口排出，并通过带有第六阀门L-6的管线进入氢气管路；与此同时，以0.3mA/cm2的恒流速率进行充电，第二固态锂电池3在充电过程中，氮化锂分解得到锂和氮气即恢复工作状态，氮气从第二固态锂电池3的氮气出口排出，并通过带有第十阀门L-10的管线进入氮气管路；按照上述操作在第一固态锂电池2和第二固态锂电池3之间交替切换，实现氢气的连续纯化；
同时，含氮和氢气体还通过管线(带有第二阀门L-2、第三阀门L-3)进入气体缓冲罐4中进行储存备用，当变压吸附单元1中的吸附剂停止工作时，该含氮和氢气体通过含有第四阀门L-4的管线进入变压吸附单元1中为其提供吸附再生用吹扫气，以实现吸附剂的再生。所得氢气的纯度和收率列于表2中。
对比例
采用两个串联的变压吸附单元对具有表1所述组成和含量的含氢原料气进行纯化，其中，第一个变压吸附单元与实施例1中的变压吸附单元1相同，用于脱除CH4、CO、CO2以及其他杂质，第二个变压吸附单元(包括四个吸附塔，其中装填有5A分子筛)用于进一步脱除氮气，从而获得纯净的氢气。所得氢气的纯度和收率列于表2中。
表2
从表2的结果可以看出，相对于燃料电池用氢标准(氢气纯度≥99.97wt％)，采用本发明提供的粗氢气的纯化系统对粗氢气进行纯化，所得氢气纯度为99.999868％已满足燃料电池用氢品质，且氢气的收率可达到78.5％。
而采用传统的多塔变压吸附对粗氢气进行纯化时，当所得氢气的纯度为99.99948％即满足燃料电池用氢品质时，氢气的收率仅为64％；或者当氢气的收率达到78.5％时，所得氢气的纯度仅为99.35984％，不满足燃料电池用氢品质。
由此说明，与现有技术相比，采用本发明提供的粗氢气的纯化系统对粗氢气进行纯化，能够在满足燃料电池用氢品质的同时，显著提高氢气的收率。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种粗氢气的纯化系统，其特征在于，该系统包括变压吸附单元和锂电池组，所述锂电池组包括多个并联设置的固态锂电池；
其中，所述变压吸附单元用于将含氢原料气进行变压吸附，得到脱除杂质气体的含氮和氢气体；
所述固态锂电池进行放电用于将所述含氮和氢气体中的氮气进行捕集，得到脱除氮气的氢气。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述固态锂电池包括气体入口、氮气出口和氢气出口，用于在所述固态锂电池进行放电时将从所述气体入口引入的所述含氮和氢气体脱除氮气，从所述氢气出口排出氢气；在所述固态锂电池进行充电时，从所述氮气出口排出所述固态锂电池经所述捕集获得的氮气。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述固态锂电池包括正极、锂负极和固态电解质；
优选地，所述正极包括负载有催化剂的多孔碳材料；
优选地，所述催化剂选自Ru、Pt、Ir、Au、Pd、Mo、Fe、Cr、Ti和Mn中的至少一种，或者选自它们的硫化物、氮化物、碳化物和氧化物中的至少一种，或者选自它们的单质和/或硫化物和/或氮化物和/或碳化物和/或氧化物与TiO2、Al2O3、ZrO2、C和MgO中任意一种形成的复合物，更优选为Ru；
优选地，所述多孔碳材料的孔径为0.2-0.6nm，更优选为0.23-0.38nm；
进一步优选地，所述多孔碳材料选自活性碳、石墨、石墨烯和碳分子筛中的至少一种，更优选为碳分子筛。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述固态电解质为由Li和选自La、Zr、Nb、Ta、Al、Mg、Ca、Sr、Nb和Ti中至少一种的氧化物或磷酸盐形成的化合物；
进一步优选地，所述固体电解质选自LiZr2(PO4)3、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li2SrNb2O7、Li2CaTa2O7、Li7La3Zr2O12和Li1.2Mg0.1Zr1.9(PO4)3中的至少一种，更优选为Li7La3Zr2O12。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述变压吸附单元内装填有选自活性炭、氧化铝、硅胶和分子筛中的至少一种；
优选地，所述变压吸附单元内装填有活性炭和分子筛；
进一步优选地，所述活性炭与分子筛的质量比为(1：10)-(10：1)。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其中，该系统还包括：并联设置在变压吸附单元与锂电池组之间的气体缓冲罐，所述气体缓冲罐用于储存部分含氮和氢气体。
7.一种粗氢气的纯化方法，该方法包括：将含氢原料气进行变压吸附，得到脱除杂质气体的含氮和氢气体；然后将所述含氮和氢气体交替引入多个并联设置的固态锂电池中，在所述固态锂电池放电过程中将所述含氮和氢气体中的氮气捕集，获得纯净的氢气。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述固态锂电池充电过程中得到纯净的氮气；
优选地，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行充电；
优选地，以0.1-0.4mA/cm2的恒流速率进行放电。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，该方法还包括：将部分含氮和氢气体进行存储，当变压吸附停止工作时，使用存储的部分含氮和氢气体进行吹扫。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法，其中，所述含氢原料气中含有75-99wt％的H2、0.5-25wt％的N2、0-5wt％的CO、0-5wt％的CO2和0-5wt％的CH4。
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