另一側(cè)的冷耗盡漿料。
[0026]在一些情況下,金屬漿料在氫化之前可以包括一些金屬氫化物。在一些實(shí)施例中,添加到金屬漿料中的金屬氫化物的量為約1%到約50% (例如約3%到約20% )。對(duì)于氫化鎂,氫化物可以充當(dāng)催化劑,通過(guò)可逆氫化物形成劑提高氫化物形成速率,例如,如美國(guó)專(zhuān)利第5,198,207號(hào)中所描述,其在此以引用的方式并入。如本文所使用,術(shù)語(yǔ)“金屬漿料”是包括原生金屬和任選地金屬氫化物的漿料。在金屬漿料氫化后,其變成“金屬氫化物漿料”。在金屬漿料氫化形成金屬氫化物漿料之前,金屬漿料中的一些量的金屬氫化物的存在可以幫助在漿料中催化金屬或金屬合金轉(zhuǎn)化成金屬氫化物。在一些情況下,可以將金屬或金屬合金添加到呈液體載劑與金屬氫化物(例如氫化鎂)的混合物形式的液體載劑中。在一些情況下,在添加金屬或金屬合金之前,液體載劑可以包括至少1.0重量百分比金屬氫化物。在一些情況下,在將金屬或金屬合金添加到液體載劑中之前或之后,將少量金屬氫化物或含有金屬氫化物的混合物添加到液體載劑中,以產(chǎn)生包括至少1.0重量百分比金屬氫化物的金屬漿料。
[0027]圖1描繪制程中的再循環(huán)以在金屬漿料中包括金屬氫化物。圖1描繪分離132所得金屬氫化物漿料并且傳送金屬氫化物漿料的側(cè)流134與金屬和/或金屬合金以及液體載劑混合以形成金屬漿料的制程。在金屬漿料氫化之前,可以進(jìn)行分流132以使得步驟120中產(chǎn)生的金屬漿料包括至少1.0重量百分比金屬氫化物(例如至少1.2重量百分比金屬氫化物,至少3重量百分比金屬氫化物,或至少5重量百分比金屬氫化物)。另一物流140可以接著用作一或多個(gè)商業(yè)操作中的金屬氫化物漿料。
[0028]在一些情況下,包括金屬氫化物的金屬漿料可以使用多個(gè)步驟產(chǎn)生。舉例來(lái)說(shuō),可以將金屬或金屬合金添加到液體載劑中以形成第一金屬漿料??梢越又鴮⒌谝唤饘贊{料與金屬氫化物漿料混合以形成包括至少1.2重量百分比金屬氫化物的第二金屬漿料。第二金屬漿料可以接著氫化形成金屬氫化物漿料。金屬氫化物漿料的一部分可以接著與金屬漿料的另一物流或批料混合以同樣形成包括至少1.0重量百分比金屬氫化物的金屬漿料。舉例來(lái)說(shuō),第一金屬漿料(例如主要由液體載劑(和任選地分散劑)和原生金屬和/或原生金屬合金的粒子組成的漿料)可以至少2:1的比率與金屬氫化物漿料混合以形成第二金屬漿料。
[0029]在金屬漿料氫化后,“充氫”或“部分充氫”所得金屬氫化物漿料。然而,金屬氫化物漿料的后續(xù)使用可能釋放氫并且因此“耗盡”或“部分耗盡”金屬氫化物漿料。金屬氫化物漿料通??梢栽趯?shí)質(zhì)性量(例如80%或更多)的可氫化組分氫化時(shí)描述為“充氫”;在實(shí)質(zhì)性量(例如80%或更多)的可氫化組分未氫化時(shí)描述為“耗盡”;或在楽料含有氫化和未氫化金屬兩者時(shí)描述為“部分充氫”/ “部分耗盡”,其中氫化金屬通常以可氫化金屬總量的約20%與80%之間的量存在。在一些情況下,當(dāng)金屬漿料氫化變成金屬氫化物漿料時(shí),金屬漿料中至少70 %的金屬氫化。在一些情況下,金屬漿料中85 %與95 %之間的可氫化金屬將在金屬漿料氫化期間氫化。一般來(lái)說(shuō),“充氫”金屬氫化物漿料可以包括一定水平的未氫化的可氫化組分,并且“耗盡”金屬氫化物漿料可以包括一定水平的氫化的可氫化組分。
[0030]本文所提供的金屬氫化物漿料可以儲(chǔ)存來(lái)自任何可獲得的來(lái)源的能量。在一些情況下,金屬氫化物漿料可以用于安全并且有效地傳輸能量。舉例來(lái)說(shuō),在第一地點(diǎn)(例如堪薩斯州(Kansas)的風(fēng)車(chē)農(nóng)場(chǎng))可獲得的能量可以儲(chǔ)存在本文所提供的金屬氫化物漿料中并且傳輸?shù)娇梢允褂媚芰康牡诙攸c(diǎn)(例如紐約(New York))(例如用于能夠燃燒氫氣作為燃料的汽車(chē)中)。在第一地點(diǎn),風(fēng)可以使得風(fēng)車(chē)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力??梢栽陔娎|上將電力運(yùn)送到電解器的電氣端子。系統(tǒng)還可以包括充氫裝置。使用電力,電解器可以將水分離成氫氣和氧氣。水可以通過(guò)管道從來(lái)源提供。氫氣可以傳送通過(guò)氫氣出口和管道進(jìn)入充氫裝置。氧氣可以通過(guò)氧氣出口從電解器排空,其中其可以收集以供進(jìn)一步使用或排空到大氣中。在一些情況下,電解器可以在壓力(例如至少約50psia[鎊/平方英寸絕對(duì)壓])下將氫氣栗送到充氫裝置中,并且可以使充氫裝置的內(nèi)容物維持在壓力下。壓力可以在約10psia或更大,150psia或更大,200psia或更大,250psia或更大,500psia或更大,100psia或更大,或1500psia或更大范圍內(nèi)??梢曰诔錃溲b置耐受壓力和處理由反應(yīng)產(chǎn)生的熱量的能力設(shè)定壓力水平。金屬與氫之間的反應(yīng)可以產(chǎn)生熱量和充氫金屬氫化物。金屬與氫的反應(yīng)速率可以隨著更高壓力而更快。在一些情況下,可以攪拌漿料以幫助熱傳遞。在一些情況下,充氫裝置的壁面和/或攪拌器的表面可以涂布有催化金屬氫化物形成的催化劑。在一些情況下,可以在氫氣槽中收集氫氣,其中在遞送到充氫裝置之前將其加壓。關(guān)于如何可以產(chǎn)生氫氣、如何可以使金屬氫化物漿料氫化以及如何可以傳輸漿料的額外細(xì)節(jié)可以見(jiàn)于美國(guó)專(zhuān)利第7,790,013號(hào)的第4行和第5行以及圖1,其在此以全文引用的方式并入。
[0031]在一些情況下,加壓充氫裝置可以接收本文所提供的金屬漿料和/或耗盡的金屬氫化物漿料的物流。耗盡的金屬氫化物漿料可以是已經(jīng)至少部分脫氫的漿料。金屬漿料或耗盡的金屬氫化物漿料中金屬氫化物與元素金屬的比例可以為按重量計(jì)1.0%或更大。
[0032]液體載劑可以是在將使用其所處的溫度和壓力下與&或金屬氫化物和/或金屬或金屬合金不會(huì)化學(xué)反應(yīng)并且關(guān)于其將H2分子解離成原子或阻止原子再結(jié)合成H2分子的催化能力將不會(huì)鈍化氫化物或金屬或金屬合金表面的液體。液體載劑可以具有溶解可測(cè)量的量的氫的能力。在一些情況下,載劑液體是有機(jī)載劑液體,如礦物油或低分子量經(jīng),例如烷烴(例如戊烷或己烷)。在一些情況下,液體載劑是輕質(zhì)礦物油。其它載劑液體可以包括氟化烴,如全氟癸烷;基于硅酮的溶劑;飽和有機(jī)液體,如十一烷、異辛烷、辛烷以及環(huán)己燒;或尚沸點(diǎn)經(jīng)的混合物,如煤油;以及其混合物。
[0033]在一些情況下,惰性載劑液體可以是展現(xiàn)約154°C到約177°C范圍內(nèi)的較高閃點(diǎn)和約42賽波特通用秒(Saybolt Universal second,S.U.s.)到約59S.U.s.范圍內(nèi)的粘度的無(wú)毒輕質(zhì)礦物油。礦物油不與金屬氫化物化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生相對(duì)較低蒸氣壓力,并且在約-40°C到200°C的溫度范圍內(nèi)保持液態(tài)。載劑液體使得金屬氫化物漿料為可栗送的,并且以安全液體的形式簡(jiǎn)單儲(chǔ)存或傳輸。載劑可以用作氫化物與大氣水之間的屏障,減少兩者形成氫氧化物的反應(yīng),所述反應(yīng)會(huì)降低漿料儲(chǔ)存和釋放氫的能力。使用漿料使得易于加燃料,如通過(guò)注滿儲(chǔ)槽。其它載劑可以良好起作用,包括不具有水鍵并且優(yōu)選不具有OH鍵的載劑?;诠柩跬榈妮d劑也可以對(duì)漿料起作用。
[0034]除金屬和/或金屬合金、金屬氫化物以及液體載劑外,可以在本文所提供的金屬漿料中包括其它組分。舉例來(lái)說(shuō),可以包括分散劑以穩(wěn)定漿料。在一些情況下,金屬漿料和所得金屬氫化物漿料可以包括分散劑。分散劑可以是例如甘油三酯分散劑,其使?jié){料在空間上穩(wěn)定。甘油三酯分散劑可以是例如油酸的甘油三酯或三油精??梢允褂玫钠渌稚┌ň酆戏稚绾2茨?Hypermer)TM LPl0分散劑可以是聚合分散劑。還可以使用甘油三酯與聚合分散劑的組合,并且如果氫化物是氫化鎂,那么其可能是尤其適用的。其它分散劑包括油酸、聚丙烯酸以及十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)。在一些情況下,分散劑可以至少約0.05% (例如至少約0.1%,至少約0.5%,至少約0.75%,至少約1.0%,至少約1.5%,至少約2.0%,至少約2.5%,至少約3.0%,或至少約3.5% )和/或至多約4.0% (例如至多約3.5%,至多約3.0%,至多約2.5%,至多約2.0%,至多約1.5%,至多約1.0%,至多約0.75%,至多約0.5%,或至多約0.1% )的濃度存在于金屬漿料和/或所得金屬氫化物漿料中。舉例來(lái)說(shuō),金屬漿料可以氫化形成金屬氫化物漿料,其包括氫化鎂、輕質(zhì)礦物油以及0.0625% CTAB與1%聚(丙烯酸)的混合物形成穩(wěn)定的金屬氫化物漿料。CTAB可以使得漿料更為可流動(dòng)的,并且聚(丙烯酸)有助于使氫化鎂粒子保持在懸浮液中。分散劑可以附著到氫化物粒子上,增加粒子在載劑流體中的阻力以因此幫助阻止沉降。分散劑還有助于防止粒子聚結(jié)。分散劑促進(jìn)漿料的形成以及氫化物于礦物油中的穩(wěn)定。在某些實(shí)施例中分散劑還可以具有表面活性劑性質(zhì),其也可以適用于形成漿料。舉例來(lái)說(shuō),本文所提供的金屬漿料可以包括甘油三酯或聚丙烯酸(-1% )或油酸(-0.125% )作為分散劑。在一些情況下,金屬漿料可以包括氫化物催化劑。在一些情況下,氫化物催化劑是另一種金屬(例如釩、鎳和/或鐵)。
[0035]金屬漿料中的金屬和充氫金屬氫化物漿料中的金屬氫化物的濃度可以在40到80重量百分比(例如50到70重量百分比,或55到60重量百分比)范圍內(nèi)。使用密度較大的金屬氫化物可能比將使用密度較小的金屬氫化物產(chǎn)生更高的金屬氫化物濃度。密度較大的金屬氫化物是密度為至少約lgm/mL的金屬氫化物,并且包括例如五鎳化鑭,而50密度較小金屬氫化物的密度不超過(guò)約lgm/mL,并且包括例如氫化鋰。氫化鎂漿料的氫化物濃度可以為至少約50重量百分比(例如至少約55重量百分比,至少約60重量百分比,至少約65重