負載型鎳鎢雙金屬複合氧化物制氫

隨著全球能源需求的急劇上升及溫室氣體排放問題的不斷加劇，氫能產業的部署已成為解決社會、經濟與環境可持續發展的重要戰略之一。氫的用途廣泛，可以用於液態燃 料的合成與升級，以替代傳統石油制取汽油、柴油；同時，以氫為燃料的質子交換膜燃料電池能源轉化效率高，副產物僅為水，有望成為新一代交通工具的動力核心。

化學鏈技術作為一種先進高效的熱化學技術，在燃料轉化的同時可以實現產物的 近零能耗原位分離，已經得到廣泛的關注，金屬氧化物是在化學鏈過程中不斷迴圈於各反應器之間的固體材料，在燃料和水 或空氣間傳遞氧原子和反應熱，是化學鏈技術發展的關鍵，目前主要以單一金屬氧化物為活性組分，例如氧化鐵。

但Fe₃O₄只能用於化學鏈燃燒產生二氧化碳，隨後的Fe₃O₄還原程度受到材料熱力學和動力學性質的限制以及反應器形式的限制，用於化學鏈制氫的晶格氧有限，燃料中的化學能更多的用於熱量釋放，氫氣生產效率普遍低於65％，與理論最優產氫效率還有很大差距。為了克服這一問題，有學者採用一種負載型鎳鎢雙金屬複合氧化物制氫。其製備方法按照以下步驟進行：

步驟1，將0.4867-1.4540品質份的六水合硝酸鎳(Ni(NO₃)₂•6H₂O)、1.9828品質份的六氯化鎢(WCl₆)和12.7903品質份的九水合硝酸鋁(Al(NO₃)₃•9H₂O)於乙醇中超聲至完全溶解；

步驟2，將NaOH顆粒用超純水在容量瓶定容為0.5-1M；

步驟3，在磁力攪拌的條件下，將步驟1和步驟2配置完成的溶液同時緩慢滴加混合，直至pH為9-10，並將所得的絮狀沉澱物在室溫下靜置1-2h；

步驟4，將步驟3靜置後的絮狀沉澱物依次用乙醇和蒸餾水離心、過濾、洗滌5-6次， 直至pH為7-8；

步驟5，將步驟4所得物質在室溫下乾燥8-12h，再在70-90℃下乾燥8-12h，最後在600-800℃的空氣氣氛下焙燒4-6h，得到負載於氧化鋁上的鎳鎢雙金屬複合氧化物。

將負載型的鎳鎢雙金屬複合氧化物用於三床式化學鏈自熱直接制氫，其系統總反應相當於燃料與氧氣反應生成CO₂和H₂O為強放熱反應，所放出的熱量可以 用於燃料蒸汽重整制氫所需的熱量。所以通過調整系統內空氣與水蒸氣的進料比例和雙金 屬氧化物鎳鎢的比例，可以實現自熱制取氫氣或氫氣與熱(電)的聯產，同時近零能耗制取 H₂和分離CO₂。

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