CN202667613U - 一种用于制氢的三元系铝锂合金制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于制氢的三元系铝锂合金制备装置。本实用新型属于氢气制备技术领域，其特点是：三元系铝锂合金制备装置包括外壳、合金制备容器、模具；外壳顶部有加料口，连接合金制备容器，外壳顶部设有不锈钢管；连接真空泵和氩气瓶；外壳底部有氩气出口和控制阀；合金制备容器底部连接电加热丝、热电偶和温度控制仪；合金制备容器外围包覆耐隔热层；合金制备容器底部连接耐高温管、控制阀；模具底部连接散热片，散热片连接不锈钢水管。本实用新型的三元系铝锂合金制备装置具有安全可靠、易维护、操作简便等优点，可广泛应用于铝合金制氢材料的制备。
Description
技术领域
本发明属于氢气制备技术领域，特别是涉及一种适用于制氢的三元系铝锂合金制备装置。
背景技术
金属铝水解制氢是便携式燃料电池的理想氢源。金属铝资源丰富、价格低廉、理论储氢量高，但普通铝粉表面包覆致密的氧化铝而阻值铝的完全反应。在过去的几十年，科研人员探索了众多方法，有效降低了铝水解温度、提高反应速率等，并开发了相关的制氢装置。铝与低熔点金属如Bi、Sn、Ga和In形成合金是提高铝活性的有效途径之一。该类铝合金可在中性热水溶液中析出大量的氢气。若在铝合金中进一步添加金属锂，三元铝锂合金不但在常温甚至低温迅速水解产生氢气，而且提高了铝合金单位质量储氢值。金属锂水解反应可释放大量的热量和氢气，其水解产物LiOH能改善铝水解反应的动力学性能。因此，三元系铝锂合金是非常有前景的制氢材料。
目前，大量文献和专利重点介绍了铝合金的成分设计，而对铝合金制备装置和方法介绍较少。专利(CN101886197A)提供了一种铝锂钐合金及其熔盐电解制备方法。在电解炉内，以LiCl+KCl为电解质体系，加热全630℃熔融；将Sm2O3粉末与AlCl3混合均匀后压片，以颗粒的形式加入到熔盐中，使各电解质的质量配比为AlCl3∶LiCl∶KCl＝6.2～11.0％∶44.5～46.9％∶44.5～46.9％，Sm2O3的加入量为电解质熔盐重量的1％；以金属钼为阴极，石墨为阳极，电解温度630～720℃，阴极电流密度为6.4A/cm2，阳极电流密度0.5A/cm2，经2～6小时的电解，在熔盐电解槽阴极附近沉积出Al-Li-Sm合金。专利(CN101648265)公开了一种铝锂中间合金的制备方法，包括制备锂金属液；将所述锂金属液和铝金属液送入半连续铸造机的熔炼炉混合；将所述混合后的金属液从所述熔炼炉送入半连续铸造机的结晶器内铸锭，铸锭时，结晶器内磁场强度为0.01T～0.05T、铸造温度为700℃～900℃。专利(CN101948092A)介绍了采用机械球磨法或熔炼法制得铝钙合金，通过改变合金中各成分的百分比来调节制氢速率和产率。
发明内容
本发明目的在于提供一种制备工艺简单、操作简便、合金活性高的三元系铝锂合金制备装置。
本发明实现上述目的所提供的技术方案是：
1.一种用于制氢的三元系铝锂合金制备装置及方法，所述的三元系铝锂合金制备装置包括外壳、2个等体积的合金制备容器、1个模具；外壳顶部有2个加料口，每个加料口与合金制备容器相连，外壳顶部设有不锈钢管；不锈钢管通过三通、不锈钢阀连接真空泵和氩气瓶；外壳底部有氩气出口和控制阀；合金制备容器底部连接电加热丝、热电偶和温度控制仪；合金制备容器外围包覆耐隔热层；合金制备容器顶部有加料口和加料管；合金制备容器底部连接耐高温管、控制阀；合金制备容器与模具之间的高度差依次为合金制备容器的高度；2个合金制备容器之间、合金制备容器与模具之间连接耐高温管，耐高温管与水平位置呈现45～70°角度。
所述的模具底部连接散热片，散热片连接不锈钢水管。
本发明提供的三元系铝锂合金制备装置，具有如下优点：
1)本发明工艺简单、易维护、操作方便。
2)三元系铝锂合金成分混合均匀，快速冷却，合金活性高。
3)本发明适用于三元系铝锂合金制备，也实用于其它三元系合金制备。
综上所述，利用本发明提供的三元系铝锂合金制备装置可获得高活性的铝合金。该类合金可直接与水反应产生氢气，也可以与硼氢化物如硼氢化钠混合，改善硼氢化钠的水解动力学。
附图说明：
图1为本发明合金制备装置的示意图。
图中，1-氩气瓶，2-真空泵，3-合金制备装置外壳，4-合金制备容器，5-热电偶，6-电加热丝，7-温度控制仪，8-控制阀，9-耐高温管，10-模具，11-散热片，12-冷凝水管，13-氩气出口管，14-金属加料口上盖，15-金属加料口下盖。
实施例一、
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅附图1。
实施例1
一种用于制氢的三元系铝锂合金制备装置(包括外壳、2个等体积的合金制备容器、1个模具；外壳顶部有2个加料口，每个加料口与合金制备容器相连，外壳顶部设有不锈钢管；不锈钢管通过三通、不锈钢阀连接真空泵和氩气瓶；外壳底部有氩气出口和控制阀；合金制备容器底部连接电加热丝、热电偶和温度控制仪；合金制备容器外围包覆耐隔热层；合金制备容器顶部有加料口和加料管；合金制备容器底部连接耐高温管、控制阀；2个合金制备容器之间、合金制备容器与模具之间连接耐高温管，耐高温管与水平位置呈现45～70°角度。
Claims (2)
1.一种用于制氢的三元系铝锂合金制备装置，其特征在于：所述的三元系铝锂合金制备装置包括外壳、2个等体积的合金制备容器、1个模具；外壳顶部有2个加料口，每个加料口与合金制备容器相连，外壳顶部设有不锈钢管；不锈钢管通过三通、不锈钢阀连接真空泵和氩气瓶；外壳底部有氩气出口和控制阀；合金制备容器底部连接电加热丝、热电偶和温度控制仪；合金制备容器外围包覆耐隔热层；合金制备容器顶部有加料口和加料管；合金制备容器底部连接耐高温管、控制阀；2个合金制备容器之间、合金制备容器与模具之间连接耐高温管，耐高温管与水平位置呈现45～70°角度。
2.根据权利要求1所述的三元系铝锂合金制备装置，其特征在于：所述的模具底部连接散热片，散热片连接不锈钢水管。
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