KR100974918B1 - 수소 발생을 위한 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 적어도 하나의 금속 하이드라이드 화합물; (b) 적어도 하나의 보로하이드라이드 화합물; 및 (c) (i) 전이 금속 할라이드 또는 (ii) 전이 금속 보라이드중 적어도 하나를 함유하는 고체 조성물에 관한 것이다.
연료 전지, 수소 발생, 금속 하이드라이드, 금속 보라이드

Description

수소 발생을 위한 조성물{Composition For Hydrogen Generation}
본 발명은 연료 전지에서 수소 발생에 유용한 고체 보로하이드라이드-함유 제제에 관한 것이다.
보로하이드라이드-함유 조성물은 보통 수용액의 형태로, 수소 연료 전지를 위한 수소 원으로 공지되었다. 고체 보로하이드라이드-함유 조성물도 또한 사용되었다. 보로하이드라이드-함유 조성물은 pH 변화 또는 촉매와의 접촉으로 개시된 가수분해를 통해 수소를 발생시키는데 사용된다. 예를 들어, WO 1998/30493호는 고체 소듐 보로하이드라이드, 50% 이하의 단순 금속 하이드라이드 및 전이 금속 촉매를 함유하는 조성물을 개시한다. 그러나, 수소 생성에서 조우하게 되는 일부 전형적인 문제, 예를 들어, 신속한 시작 및 중단, 연료의 효율적인 사용 및 가수분해 반응 생성물의 관리는 이러한 참조 문헌에 다루어지지 않았다.
본 발명에 의해 다루어지는 문제는 상기 언급된 문제를 더 많이 다루는 보로하이드라이드의 고체 제제를 찾는 것이다.
본 발명은 고체 조성물을 제공한다. 조성물은 (a) 적어도 하나의 금속 하이드라이드 화합물을 52 중량% 내지 80 중량%; (b) 적어도 하나의 보로하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 42 중량%; 및 (c) (i) 전이 금속 할라이드 및 (ii) 전이 금속 보라이드 (boride)중 적어도 하나를 1 중량% 내지 15 중량% 포함한다.
본 발명은 추가로, 수소를 발생시키기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 (a) (i) 적어도 하나의 금속 하이드라이드 화합물을 52 중량% 내지 80 중량%; (ii) 적어도 하나의 보로하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 42 중량%; 및 (iii) (1) 전이 금속 할라이드 및 (2) 전이 금속 보라이드중 적어도 하나를 1 중량% 내지 15 중량%로 포함하는 고체 조성물을 제공하고, 여기에서 고체 조성물은 가요성 기판 물질상에 담지되고; (b) 수원과 가요성 기판 물질 사이의 상대 운동으로 수원 (water source)으로부터의 물을 가요성 기판 물질에 첨가하는 단계를 포함한다.
본 발명은 추가로, 택일적인 고체 조성물을 제공한다. 조성물은 (a) 적어도 하나의 보로하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 70 중량%; (b) 적어도 하나의 금속 하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 80 중량%; (c) (i) 전이 금속 할라이드 및 (ii) 전이 금속 보라이드로부터 선택되는 적어도 하나의 촉매를 1 중량% 내지 12 중량%; 그리고 (d) 적어도 하나의 금속 하이드록시드 또는 알콕시드를 3 중량% 내지 25 중량% 포함한다.
보로하이드라이드 화합물을 포함하는 조성물로부터 수소를 발생시킬 수 있다.
달리 구체화되지 않는 한, 퍼센트는 중량%이고 온도는 ℃이다. "유기산"은 산성 화합물, 즉 pKa<6인 것으로, 탄소와 수소를 함유하는 화합물이다. "보로하이드라이드 화합물"은 보로하이드라이드 음이온, BH4 -를 함유한 화합물이다. "금속 하이드라이드"는 예를 들어, 알칼리 및 알칼리토금속 하이드라이드를 포함하는, 단 하나의 금속 및 수소를 함유한 화합물이다.
고체 조성물의 일부 구체예에서, 금속 하이드라이드 화합물(들)의 양은 적어도 53%, 택일적으로는 적어도 54%, 택일적으로는 적어도 55%, 택일적으로는 적어도 58%, 택일적으로는 적어도 60%이고; 금속 하이드라이드 화합물(들)의 양은 78% 이하, 택일적으로는 75% 이하, 택일적으로는 70% 이하이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 금속 하이드라이드 화합물은 주기율표의 1, 2, 4, 5, 7, 11, 12 또는 13 족의 금속 양이온을 갖는 금속 염 또는 그의 혼합물이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 금속 하이드라이드 화합물은 알칼리 또는 알칼리토금속 하이드라이드 또는 그의 배합물이고; 택일적으로, 이는 리튬 하이드라이드, 소듐 하이드라이드 또는 그의 혼 합물을 포함한다.
고체 조성물의 일부 구체예에서, 보로하이드라이드 화합물(들)의 양은 적어도 18%, 택일적으로는 적어도 20%, 택일적으로는 적어도 25%, 택일적으로는 적어도 28%이고; 보로하이드라이드 화합물(들)의 양은 40% 이하, 택일적으로는 38% 이하, 택일적으로는 35% 이하, 택일적으로는 33% 이하이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 보로하이드라이드 화합물은 주기율표의 1, 2, 4, 5, 7, 11, 12 또는 13족의 금속 양이온을 갖는 금속 염 또는 그의 혼합물이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 보로하이드라이드 화합물은 알칼리 또는 알칼리토금속 보로하이드라이드 또는 그의 배합물이고, 택일적으로, 이는 소듐 보로하이드라이드 (SBH), 포타슘 보로하이드라이드, 리튬 보로하이드라이드 또는 그의 혼합물, 택일적으로는 소듐 보로하이드라이드를 포함한다.
고체 조성물의 일부 구체예에서, 전이 금속 할라이드 및/또는 보라이드의 양은 적어도 2%, 택일적으로는 적어도 3%, 택일적으로는 적어도 4%, 택일적으로는 적어도 5%이고; 전이 금속 할라이드 및/또는 유기 산의 양은 12% 이하, 택일적으로는 10% 이하, 택일적으로는 9% 이하, 택일적으로는 7% 이하이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 전이 금속 할라이드 및/또는 보라이드는 전이 금속, 예를 들어, Co, Ru, Ni, Fe, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 또는 그의 혼합물의 할라이드이고/이거나, Co 및/또는 Ni의 보라이드이다.
택일적인 고체 조성물의 일부 구체예에서, 보로하이드라이드 화합물(들)의 양은 적어도 20%, 택일적으로는 적어도 25%, 택일적으로는 적어도 30%, 택일적으로 는 적어도 35%, 택일적으로는 적어도 40%이고; 보로하이드라이드 화합물(들)의 양은 65% 이하, 택일적으로는 60% 이하, 택일적으로는 55% 이하, 택일적으로는 50% 이하, 택일적으로는 40% 이하이다.
택일적인 고체 조성물의 일부 구체예에서, 금속 하이드록시드(들) 및/또는 알콕시드(들)의 양은 적어도 4%, 택일적으로는 적어도 5%, 택일적으로는 적어도 6%, 택일적으로는 적어도 8%, 택일적으로는 적어도 10%이고; 금속 하이드록시드(들) 및/또는 알콕시드(들)의 양은 20% 이하, 택일적으로는 18% 이하, 택일적으로는 16% 이하이다. 일부 구체예에서, 금속 하이드록시드 또는 알콕시드는 알칼리 금속 하이드록시드 또는 그의 배합물, 알칼리 금속 알콕시드 또는 알칼리 토류 알콕시드 또는 그의 배합물이고; 택일적으로, 알칼리 금속 하이드록시드 또는 소듐 또는 포타슘 메톡시드, 또는 그의 혼합물이고; 택일적으로, 소듐, 리튬 또는 포타슘 하이드록시드 또는 소듐 또는 포타슘 메톡시드, 또는 그의 혼합물; 택일적으로는 소듐 하이드록시드 또는 포타슘 하이드록시드; 택일적으로는 소듐 하이드록시드이다. 하나 이상의 알칼리 금속 보로하이드라이드 및 하나 이상의 금속 하이드록시드 또는 알콕시드가 존재할 수 있다. 바람직하게, 알콕시드는 C1-C4 알콕시드이다.
택일적인 고체 조성물의 일부 구체예에서, 금속 하이드라이드 화합물(들)의 양은 적어도 18%, 택일적으로는 적어도 20%, 택일적으로는 적어도 25%, 택일적으로는 적어도 30%, 택일적으로는 적어도 35%, 택일적으로는 적어도 40%이고; 금속 하이드라이드 화합물(들)의 양은 65% 이하, 택일적으로는 60% 이하, 택일적으로는 55% 이하, 택일적으로는 50% 이하, 택일적으로는 40% 이하이다. 바람직하게, 금속 하이드라이드 화합물은 주기율표의 1, 2, 4, 5, 7, 11, 12 또는 13 족의 금속 양이온을 갖는 금속 염 또는 그의 혼합물이다. 일부 구체예에서, 금속 하이드라이드 화합물은 알칼리 또는 알칼리 토금속 하이드라이드 또는 그의 배합물이고; 택일적으로, 리튬 하이드라이드, 소듐 하이드라이드 또는 그의 혼합물을 포함한다.
택일적인 고체 조성물의 일부 구체예에서, 전이 금속 할라이드 및/또는 보라이드의 양은 적어도 2%, 택일적으로는 적어도 3%, 택일적으로는 적어도 4%, 택일적으로는 적어도 5%이고; 전이 금속 할라이드 및/또는 유기산의 양은 9% 이하, 택일적으로는 8% 이하, 택일적으로는 7% 이하이다.
본 발명은 또한, 수소 발생 방법에 관한 것이다. 고체 조성물 (연료)은 일부 구체예에서 다공성 물질이고, 바람직하게는 친수성인 가요성 기판의 한면에 얇은 층으로 코팅될 수 있다. 연료는 선형 또는, 임의의 원하는 모양 또는 패턴으로 기판상에 코팅될 수 있다. 물은 바람직하게는 어떤 연료 코팅도 갖지 않은 가요성 기판의 다른 면으로부터 운반될 수 있다. 물의 운반은 요구에 따라 온 또는 오프될 수 있는 계량 장치를 통해 이루어질 수 있다. 상기 액체 가속제는 가요성 기판과 접함에 따라, 계량 장치의 경로를 "적신다". 습기는 가요성 기판의 다른 면으로 바로 확산하거나, 또는 침투하여 가수 분해를 유발한다. 결과적으로, 수소는 요구에 따라 코팅된 면으로부터 발생된다. 출발/정지는 중앙 선프로그램화 컴퓨터 칩에 연결된 계량 장치의 온/오프 스위치에 의해 쉽게 조절될 수 있다. 수소는 계량 장치가 오프일 때 발생되지 않을 것이다. 수원 및 가요성 기판 사이의 상대 운동은 연 료 코팅의 다른 부분이 첨가됨에 따라 물과 반응하게 될 것을 확실하게 한다. 일부 구체예에서, 수원은 움직이고, 가요성 막은 움직이지 않고, 일부 구체예에서 막은 움직이고, 수원은 움직이지 않고, 일부 구체예에서는 둘다 움직인다. 막 또는 수원은 선형적으로, 또는 연료 전체가 결국은 물과 접촉하도록 설계된 패턴으로 움직일 수 있다. 예를 들어, 연료로 코팅된 가요성 기판은 롤러 (roller)상에 말아질 수 있고, 이것으로부터 점점 풀어져서 수원에 새로운 코팅을 노출시킨다. 수원은 움직이지 않을 수 있거나, 또는 코팅의 전체 폭이 젖도록 막 운동의 방향을 횡단하여 움직일 수 있다. 이러한 설계에서 거품 (foaming) 문제는 새로운 연료 코팅이 항상 사용되기 때문에 최소화될 것이다. 일부 구체예에서, 물은 산 및/또는 촉매를 포함하는 용액의 형태로 첨가된다. 이러한 방법은 또한, 연료로써 택일적인 고체 조성물과 함께 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 가요성 기판은 임의의 친수성 물질, 예를 들어, 섬유, 셀룰로오스, 종이 제품 등을 포함한다. 그들은 임의의 형태, 제한없이, 원형, 삼각형, 직사각형 등일 수 있다. 그들은 임의의 두께 및 색일 수 있다. 공지된 코팅 기술이 적용되어, 바람직하게는 가요성 기판의 표면상에 평평하고, 균일한 코팅을 형성할 수 있다. 친수성 접착제는 고체 연료에 접착성을 제공하도록 사용될 수 있다. 액체 가속제를 운반하는 계량 장치는 자가 발전 전기에 의해, 또는 기계적으로 특별히 설계된 스프링 (spring)에 의해 동력이 공급될 수 있다.
본 발명의 연료 조성물은 단층 또는 다층으로 가요성 기판상에 코팅될 수 있다. 코팅은 하나의 층 또는 여러 층의 조합인 임의의 주어진 연료 조성물을 포함할 수 있고, 이들 각각은 연료 조성물의 하나의 성분을 함유할 수 있다. 임의의 종류의 결합제가 사용되어, 임의의 제공된 연료 조성물의 원하는 성능에 영향을 미치치 않는 한, 연료 혼합물 또는 성분이 가요성 기판에 결합하는 것을 도울 수 있다. 계량 장치중에 이러한 액체 가속제는 물이거나, 또는 산 및/또는 전이 금속 할라이드 또는 보라이드 촉매를 가진 물일 수 있다. 일부 구체예에서, 산은 2 중량% 내지 50 중량%, 택일적으로는 10 중량% 내지 45 중량%, 택일적으로는 15 중량% 내지 40 중량%의 양으로 존재한다. 일부 구체예에서, 전이 금속 할라이드 또는 보라이드 촉매는 1 중량% 내지 30 중량%, 택일적으로는 2 중량% 내지 25 중량%, 택일적으로는 2 중량% 내지 20 중량%의 양으로 존재한다.
물이 산을 함유할 때, 산은 유기산 및/또는 무기산이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 산은 유기산이다. 바람직하게, 유기산은 카복실산이다. 본 발명의 일구체예에서, 유기산은 C2-C5 디카복실산, C2-C5 하이드록시 카복실산, C2-C5 하이드록시 디카복실산 또는 그의 배합이다. 하나 이상의 유기산이 수성 용액에 존재할 수 있다. 특히 바람직한 유기산은 말산, 시트르산, 타르타르산, 말론산 및 옥살산을 포함한다. 본 발명의 다른 구체예에서, 산은 무기산이다. 바람직하게, 무기산은 농축된 광산, 예를 들어, 염산, 황산 및/또는 인산이다. 바람직하게, 무기산은 질산 또는 다른 강력한 산화성 산이 아니다. 하나 이상의 무기산이 수용액중에 존재할 수 있다. 유기 및 무기 산 둘다 수용액중에 존재할 수 있다.
본 발명의 고체 조성물은 임의의 편리한 형태일 수 있다. 적절한 고체 형태 의 예는 분말 및 과립을 포함한다. 바람직하게, 분말은 80 메시 (177 ㎛) 미만의 평균 입자 크기를 갖는다. 바람직하게, 과립은 10 메시 (2000 ㎛) 내지 40 메시 (425 ㎛)의 평균 입자 크기를 갖는다.
바람직하게, 고체 조성물의 물 함량은 0.5% 이하, 택일적으로는 0.2% 이하, 택일적으로는 0.1% 이하이다. 바람직하게, 고체 조성물은 보로하이드라이드 화합물 및 염기를 제외한 어떤 것도 20% 미만으로, 택일적으로는 15% 미만, 택일적으로는 10% 미만, 택일적으로는 5% 미만으로 함유한다. 고체 조성물의 다른 가능한 성분은 예를 들어, 촉매, 산, 소포제, 붕해제 (disintegrant) 및 계면활성제를 포함한다. 적절한 붕해제는 예를 들어, 실리카, 알루미나, 모래, 이온-교환 수지, 다공성 중합체, 금속 분말, 면, 면섬유 (fiber cotton), 구아 검, 크산탄 검, 중정석, 벤토나이트, 실리케이트, 폴리아크릴아미드, 광유, 윤활제 등을 포함한다. 붕해제의 양은 0.1% 내지 20%, 택일적으로는 0.2% 내지 15%, 택일적으로는 0.5% 내지 10%로 달라질 수 있다. 소포제는 0.1% 내지 20%, 택일적으로는 0.3 내지 15%, 택일적으로는 0.5 내지 10%의 양으로 존재하는 실리콘-함유 또는 비실리콘 함유 디포머 (defoamer)일 수 있다.
[실시예]
실시예 1 (조성물 A) (온도 사이클 실험에 의한 비교)
연료 (캐플릿 (caplet)): 상업성 소듐 보로하이드라이드 캐플릿 (중량으로 ~ 1.0 g);
가속제 용액: 탈이온수중에 말산 25 중량%.
실시예 2 (조성물 B) (온도 사이클 실험에 의한 비교)
연료 (분말): 소듐 보로하이드라이드 95 중량% + NaOH 5 중량%;
가속제 용액: 탈이온수중에 말산 25 중량%.
실시예 3 (조성물 C) (온도 사이클 실험에 의한 비교)
연료 (캐플릿): 상업성 소듐 보로하이드라이드 캐플릿 (중량으로 ~ 1.0 g);
가속제 용액: 탈이온수중에 CoCl2 10 중량%.
실시예 4 (조성물 D) (온도 사이클 실험에 의한 비교)
연료 (분말): LiH/SBH/CoCl2, 20/74/6 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 5 (조성물 E) (60 ℃ 안정성 시험에 의한 비교)
연료 (분말): LiH/SBH/CoCl2, 50/44/6 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 6 (조성물 F) (60 ℃ 안정성 시험)
연료 (분말): LiH/SBH/CoCl2, 55/39/6 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 7 (조성물 G) (60 ℃ 안정성 시험)
연료 (분말): LiH/SBH/CoCl2, 60/34/6 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 8 (조성물 H) (60 ℃ 안정성 시험)
연료(분말): LiH/SBH/CoCl2, 74/20/6 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 9 (조성물 I) (60 ℃ 안정성 시험)
연료(분말): LiH/SBH/CoCl2, 60/37/3 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 10 (조성물 J) (60 ℃ 안정성 시험)
연료(분말): LiH/SBH/CoCl2, 60/30/10 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 11 (조성물 K) (60 ℃ 안정성 시험)
연료(분말): LiH/SBH/KOH/CoCl2, 20/60/14/6 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
실시예 12 (조성물 L) (60 ℃ 안정성 시험)
연료(분말): LiH/SBH/KOH/CoCl2, 50/30/14/6 (모두 중량%);
가속제 용액: 탈이온수.
표 1: 조성물 A - L에 대한 연료 성능 데이터
최초 5초의 H2 부피a,
ml		 중단 부피b, ml 중단 시간c, 초 잠재성 H2 d, % H2, 수율e, 중량% 최대 거품 높이f,
mm
A 61 88 240 34.8 3.0 66
B 65 78 450 19.6 3.0 79
C 19 - 중단 시간 없음 54 4.0 -
D 111 180 540 10.9 ND ND
E 125 181 180 6.0 ND 35
F 145 178 90 4.6 ND ND
G 141 177 180 1.8 5.0 20
H 137 182 90 3.3 ND ND
I 127 191 90 2.8 ND ND
J 147 194 90 3.1 ND ND
K 111 135 35 0 ND ND
L 256 285 55 0 ND ND
a-d: 온도 사이클 실험 또는 60 ℃ 안정성 시험으로 측정함
ND: 측정되지 않음
온도 사이클 실험 (5% 카트리지 수명 ( cartridge - life ) 조사)
이는 두개의 별도의 실험 (a) 및 (b)로 구성된다:
(a) 5% 가속제 용액 (3 g)을 연료 제제 1 g에 주변 온도 또는 22 ℃에서 첨가;
(b) 5% 가속제 용액 (3 g)을 연료 제제 1 g에 0 ℃, 그 후, 22 ℃, 그 후, 40 ℃, 그 후, 60 ℃, 그 후, 22 ℃에서 첨가.
(a) 실험의 경우
(1) 연료 제제 (중량으로 약 1.0 g)를 가속제 용액 (0.15 ml)에 주변 온도 또는 22 ℃에서 첨가하였다. 이렇게 하여 수소가 발생하고, 수 치환법 (water-displacement method)으로 측정하였다. 가속제 용액의 첨가 후, 수소 방출이 멈출 때의 시간을 "중단 시간"이라 하고, 중단 시간에서 수집한 수소의 총 부피를 "중단 부피"라고 하였다.
(2) 최초 5초 동안의 수소 부피, 중단 시간 및 22 ℃에서 총수소 부피 (중단 부피)를 V22로 기록하였다.
(b) 실험의 경우
(1) 중량으로 약 1.0 g인 연료 제제에 가속제 용액 (0.15 ml)를 0 ℃에서 첨가하였다. 이렇게 하여 수소가 발생하고, 수 치환법으로 측정하고, 1분이 될 때까 지 매 5초간, 그 후에는 10분이 될 때까지 매 30초간 기록하였다;
(2) (1)과 같은 프로세스를 같은 연료에 대하여 22 ℃, 40 ℃, 60 ℃ 및 22 ℃에서 기록된 것과 똑같은 순서대로 반복하였다.
(3) 마지막 22 ℃의 종단에서 최종 누적 수소 부피를 Vtc로 표지하였다.
% 잠재성 수소를 (Vtc - V22 ) x 100/Vtc)로 계산하였다.
60 ℃ 안정성 시험
(1) 중량으로 약 1.0 g인 연료 제제에 가속제 용액 (0.15 ml)를 주변 온도 또는 22 ℃에서 첨가하였다. 이렇게 하여 수소가 발생하고, 수 치환법으로 측정하였다. 가속제 용액의 첨가 후, 수소 방출이 멈출 때의 시간을 "중단 시간"이라 하고, 중단 시간에서 수집한 수소의 총 부피를 "중단 부피"라고 하였다.
(2) 중단 시간 및 22 ℃에서 총수소 부피 (중단 부피)를 V22로 기록하였다.
(3) 주변 온도 또는 22 ℃에서 수소 발생이 멈춘 후, 일부 소비된 연료를 그 후, 60 ℃로 가열하였다. 추가적인 수소가 발생하기 시작하였고, 더 이상 수소가 없을 때까지 같은 장치를 통해 수집하였다. 주변 온도로 냉각시켰다.
(4) 수집한 물을 수 치환 기구의 H 관에서 수 레벨을 조절하는데 사용하였다. 60 ℃에서 수집한 수소의 최종 부피를 V60으로 기록하였다.
(5) % 잠재성 수소 = V60 x 100/(V22 + V60)
(e) 풀 (full) 카트리지 수명 조사에 의한 측정
풀 카트리지 수명 조사
주변 온도 또는 22℃에서 통상적인 운반 방법을 통해 연료가 완전히 소비될 때까지, 가속제 용액을 전체 가속제 중량의 5% 또는 0.15 ml로 연료 1g에 혼합하였다. 이러한 SOP로 가속제 용액의 각각의 첨가 또는 사이클에 대하여 중단 시간 및 중단 부피 및 연료가 완전히 소비될 때 수집한 총 수소 부피를 결정하였다.
각각의 사이클에 대한 수소 수율을 중량% 수소로 나타내고, 하기 식으로 계산하였다: 중량% 수소 = 누적 수소 중량 (g) x 100/(F + A)
F: 그램으로 나타낸 연료의 총 중량; A = 그램으로 나타낸 가속제 용액 중량; 그램으로 나타낸 수소 중량을 PV = nRT로부터 수득할 수 있다.
(f) 이러한 과정에서, 액체 연료 성분을 미리 결정된 속도 (전형적으로는, 분당 μL)로 연료 조성물상에 특정한 시기 동안 운반하였다. 시간의 함수로 발생한 수소, 전체 기간에 걸쳐 발생한 총 수소 및 시간의 함수로서의 거품 높이를 측정할 수 있었다.
건조 또는 액체 연료 제제의 시료를 24/40 커넥터를 적절하게 갖춘 100 ml 눈금 실린더에서 정확히 무게를 달아 (가장 근접한 0.0001 g까지) 수소 발생 어셈블리에 맞게 하였다. (수 치환법 또는 습윤 시험 계량법 (wet test meter method)) 펌프의 시작을 누르고, 치환된 물의 양 및 다양한 시간 간격에서의 거품 높이를 측정하기 위해 스톱워치를 개시하였다. 정상 상태 (steady state) 가수분해 실험 수 행을 위한 표준 시간은 30 내지 60분이었다. 유속 설정 및 사용된 고체 및 액체 연료 조성물의 양에 따라 6 시간 이상 측정할 수 있었다. mm로 나타낸 최대 거품 높이 및 평균 거품 높이를 실험으로부터 측정 또는 계산할 수 있었다.
실시예 13 (동시 첨가의 실연)
연료: LiH/SBH/CoCl2 (60/34/6) (조성물 G).
가속제 용액: 순수한 탈이온수
상기에서 명시한 고체 연료를 필터 페이퍼의 한면에 직선을 따라 코팅하였다. 액체 가속제로서의 물을 필터 페이퍼의 다른 면으로부터 선을 따라 이동하는 계량 장치에 의해 운반하였다. 계량 장치가 필터 페이퍼와 접촉하는 한, 수소 생성이 계속되었다. 장치를 필터 페이퍼로부터 떼어내자마자, 수소 발생이 멈추었다. 거품은 문제가 아니었으며, 연료 이용은 우수하였다. 또한 시작 및 중단 특성도 우수하였다. 모든 이러한 성능은 본 발명의 연료 조성물 및 동시적인 운반법에 의해 제공되는 화학 덕분이었다.

Claims (10)

  1. (a) 금속 하이드라이드 화합물을 52 중량% 내지 80 중량%;
    (b) 보로하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 42 중량%; 및
    (c) (i) 전이 금속 할라이드, (ii) 전이 금속 보라이드 (boride) 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 촉매를 1 중량% 내지 15 중량%로 포함하는 고체 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 보로하이드라이드 화합물은 소듐 보로하이드라이드, 포타슘 보로하이드라이드 또는 그의 배합물이고; 금속 하이드라이드 화합물은 알칼리 또는 알칼리 토금속 하이드라이드인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 촉매는 Co, Ru, Ni, Fe, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 또는 그의 혼합물의 할라이드인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 알칼리 또는 알칼리 토금속 하이드라이드를 53 중량% 내지 78 중량%; 소듐 보로하이드라이드, 포타슘 보로하이드라이드 또는 그의 배합물을 18 중량% 내지 40 중량%; 및 Co, Ru, Ni, Fe, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 또는 그의 혼합물의 할라이드를 2 중량% 내지 12 중량% 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. (a) (i) 금속 하이드라이드 화합물을 52 중량% 내지 80 중량%;
    (ii) 보로하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 42 중량%; 및
    (iii) (1) 전이 금속 할라이드, (2) 전이 금속 보라이드 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 촉매를 1 중량% 내지 15 중량%로 포함하는 고체 조성물을 제공하고, 여기에서 고체 조성물은 가요성 기판 물질상에 담지되며;
    (b) 수원과 가요성 기판 물질 사이의 상대 운동으로 수원 (water source)으로부터의 물을 가요성 기판 물질에 첨가하는 단계를 포함하는,
    제 1항의 고체 조성물로부터 수소를 발생시키기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 보로하이드라이드 화합물은 소듐 보로하이드라이드, 포타슘 보로하이드라이드 또는 그의 배합물이고; 상기 금속 하이드라이드 화합물은 알칼리 또는 알칼리 토금속 하이드라이드이고; 상기 촉매는 Co, Ru, Ni, Fe, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 또는 그의 혼합물의 할라이드인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 고체 조성물은 알칼리 또는 알칼리 토금속 하이드라이드를 53 중량% 내지 78 중량%; 소듐 보로하이드라이드, 포타슘 보로하이드라이드 또는 그의 배합물을 18 중량% 내지 40 중량%; 및 Co, Ru, Ni, Fe, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 또는 그의 혼합물의 할라이드를 2 중량% 내지 12 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 수중에 산을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. (a) 보로하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 70 중량%;
    (b) 금속 하이드라이드 화합물을 15 중량% 내지 80 중량%;
    (c) (i) 전이 금속 할라이드, (ii) 전이 금속 보라이드 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 촉매를 3 중량% 내지 9 중량%; 및
    (d) 금속 하이드록시드 또는 알콕시드를 6 중량% 내지 20 중량% 포함하는 고체 조성물.
  10. 제 9항에 있어서, 보로하이드라이드 화합물은 소듐 보로하이드라이드, 포타슘 보로하이드라이드 또는 그의 배합물이고; 금속 하이드록시드 또는 알콕시드는 소듐, 리튬 또는 포타슘 하이드록시드, 소듐 또는 포타슘 메톡시드, 또는 그의 배합물이고; 금속 하이드라이드 화합물은 알칼리 또는 알칼리 토금속 하이드라이드이고; 촉매는 Co, Ru, Ni, Fe, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 또는 그의 혼합물의 할라이드이고; 소듐 보로하이드라이드, 포타슘 보로하이드라이드 또는 그의 배합물을 25 중량% 내지 65 중량%; 알칼리 또는 알칼리 토금속 하이드라이드를 15 중량% 내지 60 중량%; Co, Ru, Ni, Fe, Rh, Pd, Os, Ir, Pt 또는 그의 혼합물의 할라이드를 3 중량% 내지 9 중량%; 및 소듐, 리튬 또는 포타슘 하이드록시드, 소듐 또는 포타슘 메톡시드 또는 그의 배합물을 6 중량% 내지 20 중량% 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
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