توليف هيدريد المغنيسيوم عبر التحلل المائي
Ultrasonication هو وسيلة فعالة وبسيطة لإنتاج هايدريد المغنيسيوم لتخزين الهيدروجين. الموجات فوق الصوتية يسرع التحلل المائي من المغنيسيوم والهيدروجين من أجل تشكيل هيدريد المغنيسيوم. على النقيض من عملية chemisorption التفكيكية التقليدية ، يعمل التحليل المائي بالموجات فوق الصوتية من هيدريد المغنيسيوم في درجة حرارة الغرفة والضغط المحيط. وهذا يجعل الطريق سونو الكيميائية سهلة وآمنة ومتاحة بسهولة. الموجات فوق الصوتية عالية الأداء يسمح لإنتاج سريع ونافع من الكميات الكبيرة من هيدرويد المغنيسيوم.
هايدد المغنيسيوم لتخزين الهيدروجين
هيدريد المغنيسيوم، مغه2، وقد لفت الانتباه على نطاق واسع كخيار لتخزين الهيدروجين. الفوائد الرئيسية هي مواردها وفيرة، والأداء العالي، وخفيفة الوزن، وانخفاض التكلفة، والسلامة. بالمقارنة مع غيرها من hydrides قابلة للاستخدام لتخزين الهيدروجين، MgH2 لديها أعلى كثافة تخزين الهيدروجين مع ما يصل إلى 7.6 wt ٪. ويمكن تخزين الهيدروجين في مغ في شكل هايددات معدنية المستندة إلى ملغ. ومن المعروف عملية تخليق MgH2 باسم chemisorption التفكيكي. طريقة شائعة لإنتاج هيدرويد معدني قائم على الميغا من Mg و H2، هو التكوين عند درجة حرارة 300-400 درجة مئوية وضغط الهيدروجين من 2.4-40 ميغا باسكال. المعادلة تشكيل يذهب على النحو التالي: ملغ + H2 ⇌ MgH2
المعالجة الحرارية العالية تأتي مع آثار تدهور كبيرة من هيدريد، مثل التبلور، فصل المرحلة، تكتل الجسيمات النانوية الخ. وعلاوة على ذلك، فإن ارتفاع درجات الحرارة والضغوط يجعل تشكيل MgH2 كثيف الطاقة ومعقد وبالتالي مكلف. بديل غير الحرارية وطريقة أكثر بساطة بشكل ملحوظ هو التحلل المائي روج بالموجات فوق الصوتية من هيدريد المغنيسيوم في درجة حرارة الغرفة والضغط المحيط.
الخالط بالموجات فوق الصوتية UIP16000hdT لتوليف فعال من هيدرويد المغنيسيوم الأكبر لتخزين الهيدروجين
التحلل المائي بالموجات فوق الصوتية من هيدريد المغنيسيوم
Ultrasonication هو معروف جيدا لقدرته على بدء وتسريع التفاعلات الكيميائية، للتأثير على المسارات الكيميائية وتحسين الكفاءة الشاملة للتفاعل. الآثار المفيدة لالموجات فوق الصوتية منخفضة التردد، عالية الطاقة على التفاعلات الكيميائية يعرف باسم سونو-الكيمياء.
يتم تطبيق الموجات فوق الصوتية السلطة بالفعل على العديد من ردود الفعل غير المتجانسة، والتحفيز syntheses في R&د ومرحلة صناعية لزيادة العائد ومعدل التحويل وكفاءة التفاعل العام. للتوليف الهيدروليك من هيدريد المغنيسيوم، وقد ثبت علميا sonication أن تكون مفيدة للغاية، أيضا.
Sonication يحسن نقل الشامل وبالتالي تسريع رد الفعل، ويساعد على التغلب على الحواجز الحركية الحرارية والحركية. الطاقة الحرارية، أي الحرارة، مطلوب لدفع امتصاص / desorption عمليات الهدرجة في المغنيسيوم. استخدام مصادر الطاقة الحرارية غير المباشرة مثل الموجات فوق الصوتية الطاقة هو بديل فعال من أجل زعزعة استقرار هيدريد المغنيسيوم.
مجموعة البحث من Hiroi وآخرون (2011) التحقيق في تأثير ultrasonication في ترددات مختلفة على التحلل المائي من هايدريد المغنيسيوم (MgH2). وجدوا أن الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد هو الأسلوب الأكثر كفاءة من أجل الحصول على معدل تحويل عالية. معدل التحلل المائي في صوتنة التردد المنخفض "وصلت إلى 76٪ من حيث درجة التفاعل في 7.2 كيلو في تردد الموجات فوق الصوتية من 28 كيلوهرتز. وكانت هذه القيمة أكثر من 15 مرة من القيمة التي تم الحصول عليها في حالة العينة غير الصوتية، مما يشير إلى كثافة هيدروجين مكافئة تبلغ 11.6٪ على أساس وزن MgH2.
وكشفت النتائج أن الموجات فوق الصوتية سوف تعزز رد فعل التحلل المائي من MgH2 عن طريق زيادة معدل التفاعل ثابت بسبب توليد الراديكالية و تقشير الطبقة السلبية من Mg(OH) 2 على MgH2 غير المنقحة بسبب توليد قوى القص الكبيرة. (هيروي وآخرون 2011)
المشكلة: التحلل المائي البطيء من هيدريد المغنيسيوم
وقد تم بحث تعزيز التحليل المائي MgH2 عن طريق طحن الكرة، ومعالجة المياه الساخنة أو المضافات الكيميائية، ولكن لم يتم العثور على لتعزيز معدل التحويل الكيميائي بطريقة كبيرة. وفيما يتعلق بإضافة المواد الكيميائية، والمواد المضافة الكيميائية، مثل عوامل التخزين المؤقت، وchelators، والمبادلات الأيونية، والتي ساعدت على منع تشكيل طبقة ملغم (OH) 2، أنتجت الشوائب في عملية الدراجات ما بعد ملغ.
الحل: تفريق بالموجات فوق الصوتية من هايدريد المغنيسيوم
الموجات فوق الصوتية تفريق وطحن الرطب هو تقنية عالية الكفاءة لإنتاج جزيئات نانو الحجم والبلورات مع منحنى توزيع ضيق جدا. من خلال تشتيت هيدريد المغنيسيوم بالتساوي في نانو الحجم، يصبح مساحة السطح النشطة الموسعة بشكل ملحوظ. وعلاوة على ذلك، sonication يزيل طبقات التخمادات ويزيد نقل الشامل لمعدلات تحويل الكيميائية متفوقة. الطحن بالموجات فوق الصوتية، تفريق، deagglomeration وتنظيف سطح الجسيمات تتفوق تقنيات الطحن الأخرى في الكفاءة والموثوقية والبساطة.
أوبومنتالتور UIP1000hdT للمعالجة المستمر مضمنة من هيدريد المغنيسيوم
بالموجات فوق الصوتية الرطب طحن وتشتيت هو وسيلة فعالة للغاية للحد من حجم الجسيمات، على سبيل المثال من هيدريد المغنيسيوم
بالموجات فوق الصوتية نانو هيكلة من MgH2
يمكن تعزيز نانو الحجم / نانو هيكلة الهياكل المغنيسيوم القائم مثل جسيمات نانوية MgH2 و nanofibres عن طريق الحد من الجسيمات وحجم الحبوب ، وبالتالي تقليل تشكيل هيدريد enthalpy ΔH. نانوومين بالموجات فوق الصوتية هو تقنية فعالة للغاية التي تسمح لتغيير الديناميكا الحرارية من هيدريد المغنيسيوم دون التأثير على قدرة الهيدروجين. تظهر الجسيمات النانوية MgH2 فائقة الدقة قدرة هيدروجين محسنة بشكل كبير.
- رد فعل أسرع
- معدل تحويل أعلى
- إزالة طبقات التخمة
- رد فعل أكثر اكتمالا
- زيادة نقل الجماعي
- عوائد أعلى
- نانوstruced MgH2
- تحسين ونضية الهيدروجين
الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لـ MgH2 التحلل المائي
كيمياء السونوم – تطبيق الموجات فوق الصوتية السلطة إلى التفاعلات الكيميائية – هو تكنولوجيا معالجة موثوق بها، والتي تسهل ويسرع syntheses، ردود الفعل الحفازة وردود الفعل الأخرى hetergeneous. Hielscher الفوق صوتيات المحفظة يغطي مجموعة كاملة من بالموجات فوق الصوتية مختبر مدمجة لأنظمة سونوتشيميكالائية الصناعية لجميع أنواع التطبيقات الكيميائية مثل التحلل المائي من هايدريد المغنيسيوم وطحن نانو / نانو هيكلة. هذا يسمح لنا في Hielscher أن نقدم لكم ultrasonicator الأكثر ملاءمة لتوليف الخاص مُرَكَّن MgH2. سوف موظفينا ذوي الخبرة منذ فترة طويلة مساعدتك من اختبارات الجدوى وتحسين العملية إلى تثبيت نظام الموجات فوق الصوتية الخاصة بك على مستوى الإنتاج النهائي.
صغيرة القدم طباعة لدينا المجانسة بالموجات فوق الصوتية، فضلا عن تعدد استخداماتها في خيارات التثبيت جعلها تناسب حتى في مرافق معالجة الفضاء الصغير. يتم تثبيت المعالجات بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم في الكيمياء الدقيقة، بترو-كيمياوي، ومرافق إنتاج المواد النانوية.
الدفعة والمضمون
Hielscher في سونوتشيميكال equipmment يمكن استخدامها لدفعة وتدفق مستمر من خلال المعالجة. تجهيز الدفعات بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبار العملية، والتحسين ومستوى الإنتاج الصغيرة إلى متوسطة الحجم. بالنسبة لإنتاج كميات كبيرة من المواد، قد يكون التجهيز المضمن أكثر فائدة. تتطلب عملية المزج المضمّن المستمر إعدادًا متطورًا – تتكون في مضخة، خراطيم أو أنابيب وخزانات - ، لكنه فعال للغاية وسريع ويتطلب العمل أقل بكثير. Hielscher الفوق صوتيات لديها الإعداد سونوتشيميكال الأكثر ملاءمة لرد فعل سونو التوليف، وحدة التخزين والأهداف.
المسابير ومفاعلات الموجات فوق الصوتية لـ MgH2 التحلل المائي في أي مقياس
Hielscher الفوق صوتيات مجموعة المنتجات يغطي الطيف الكامل من المعالجات بالموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية مختبر مدمج على مقاعد البدلاء أعلى وأنظمة تجريبية لمعالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل مع القدرة على معالجة حمولة الشاحنة في الساعة. مجموعة كاملة من المنتجات يسمح لنا أن نقدم لكم التجانس بالموجات فوق الصوتية الأكثر ملاءمة ل وسعة العملية الخاصة بك وأهداف الإنتاج.
أنظمة سطح المقعد بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبار الجدوى وتحسين العملية. إن التوسع الخطي القائم على بارامترات العمليات الراسخة يجعل من السهل جداً زيادة قدرات المعالجة من الأراضي الصغيرة إلى الإنتاج التجاري بالكامل. يمكن القيام به حتى- توسيع إما عن طريق تثبيت وحدة الموجات فوق الصوتية أكثر قوة أو تجميع عدة ultrasonicators في موازاة. مع UIP16000، Hielscher يقدم التجانس الموجات فوق الصوتية أقوى في جميع أنحاء العالم.
السعات التي يمكن التحكم فيها بدقة للحصول على أفضل النتائج
جميع الموجات فوق الصوتية Hielscher هي التي يمكن التحكم فيها بدقة، وبالتالي يمكن الاعتماد عليها الخيول العمل في الإنتاج. السعة هي واحدة من معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر على كفاءة وفعالية التفاعلات سونوتشيميكال 
جميع Hielscher الفوق صوتيات’ المعالجات تسمح للإعداد الدقيق من السعة. سونوتروديس وقرون معززة هي الملحقات التي تسمح لتعديل السعة في نطاق أوسع. معالجات الموجات فوق الصوتية Hielscher الصناعية يمكن أن توفر السعات عالية جداً وتقديم كثافة الموجات فوق الصوتية المطلوبة للتطبيقات تطلب. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200μm بسهولة في عملية 24/7.
إعدادات السعة الدقيقة والرصد الدائم للمعلمات عملية الموجات فوق الصوتية عبر البرامج الذكية تعطيك إمكانية لعلاج reagants الخاص بك مع الظروف بالموجات فوق الصوتية الأكثر فعالية. صوتنة الأمثل لمعدل تحويل الكيميائية المعلقة!
متانة معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية يسمح لعملية 24/7 في الثقيلة وفي بيئات تطالب. وهذا يجعل معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية أداة عمل موثوقة تفي بمتطلبات العملية الكيميائية الخاصة بك.
أعلى جودة – تم تصميمها وتصنيعها في ألمانيا
باعتبارها الأعمال التي تديرها عائلة و، Hielscher يعطي الأولوية لأعلى معايير الجودة لمعالجات الموجات فوق الصوتية. جميع أوفوق الصوتيات مصممة، وتصنيعها واختبارها بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين، ألمانيا. قوة وموثوقية معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية تجعل من حصان عمل في الإنتاج الخاص بك. 24/7 عملية تحت حمولة كاملة وفي بيئات تطالب هي سمة طبيعية من خلاطات Hielscher عالية الأداء.
HIELSCHER الفوق’ المعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية يمكن أن توفر السعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200μm بسهولة في عملية 24/7. للحصول على السعات أعلى، sonotrodes الموجات فوق الصوتية المخصصة المتاحة.
الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:
| دفعة حجم | معدل المد و الجزر | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500ML | 10 إلى 200ML / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000ML | 20 إلى 400ML / دقيقة | Uf200 ः ر، UP400St |
| 00.1 إلى 20L | 00.2 إلى 4L / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L / دقيقة | UIP4000hdT |
| زمالة المدمنين المجهولين | 10 إلى 100L / دقيقة | UIP16000 |
| زمالة المدمنين المجهولين | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع عالية الأداء المجانسة بالموجات فوق الصوتية لخلط التطبيقات، تشتت، استحلاب واستخراج على المختبر، والطيارية ومقياس الصناعية.
الأدب / المراجع
- Hiroi, Shun; Hosokai, Sou; Akiyama, Tomohiro (2011): Ultrasonic irradiation on hydrolysis of magnesium hydride to enhance hydrogen generation. International Journal of Hydrogen Energy, 36(2), 2011. 1442-1447.
- Xin Zhang; Yongfeng Liu; Zhuanghe Ren; Xuelian Zhang; Jianjiang Hui; Zhenguo Huang; Yunhao Lu; Mingxia Gao; Hongge Pan (2021): Realizing 6.7 wt% reversible storage of hydrogen at ambient temperature with non-confined ultrafine magnesium hydrides. Energy & Environmental Science, 2021.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
حقائق تستحق العلم
مزايا هايدريد ماغنينسيوم لتخزين الهيدروجين
- مثالية ومتوازنة gravimetric
- كثافة طاقة حجمية فائقة
- رخيصه
- متوفر بكثرة
- سهل التعامل معها (حتى في الهواء)
- رد فعل مباشر مع الماء هو ممكن
- يمكن تصميم حركية التفاعل لتطبيقات محددة
- ارتفاع التفاعل وسلامة المنتج
- غير سامة وآمنة للاستخدام
- الصديقه
ما هو هيدريد المغنيسيوم؟
هيدريد المغنيسيوم (MgH)2; المعروف أيضا باسم ديهيدريد المغنيسيوم) لديه هيكل رباعي ويعرض شكل الكريستال مكعب عديم اللون أو مسحوق أبيض. يتم استخدامه كمصدر للهيدروين لبطاريات الوقود أقل من 10،000W. كمية الهيدروجين التي يتم إصدارها عن طريق المياه أعلى من 14.8wt٪ ، وهو أعلى بكثير من كمية الهيدروجين التي تطلق عن طريق خزان الهيدروجين الغاز الضغط العالي (70MPa ، ~ 5.5wt٪ ) ومواد تخزين الهيدروجين الثقيلة (<2wt%). Furthermore, magnesium hydride is safe and highly efficient, which turns it into a promising technology for efficacious hydrogen storage. Hydrolysis of magnesium hydride is used as supply hydrogen system in proton-exchange membrane fuel cells (PEMFC), which improve energy density of the system significantly. Solid / semi-solid Mg-H fuel battery systems with high-energy density are also in development. Their promising advantage is an energy density 3-5 times higher than that of lithium-ion batteries.
Synonyms: Magnesium dihydride, magnesium hydride (hydrogen storage grade)
Used as material for hydrogen storage
Molecular Formula: MgH2
Molecular Weight:26.32
Density:1.45g/mL
Melting Point:>250 درجة مئوية
الذوبان: غير قابلة للذوبان في محلول عضوي طبيعي
الفوق صوتيات عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher الطيف الكامل من جهاز ultrasonicator مختبر مدمج فوق وحدات مقاعد البدلاء إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية الكاملة.