Nanosuuruses magneesiumhüdriid kui tõhus vesiniku ladustamine

Sonikatsiooni rakendatakse magneesiumhüdriidile, et kiirendada magneesiumhüdriidi hüdrolüüsi vesiniku tekke suurendamiseks. Lisaks näitavad ultraheli nanostruktuursed magneesiumhüdriid, s.t. MgH2 nanoosakesed, paremat vesiniku ladustamisvõimet.

Magneesiumhüdriidvesiniku säilitamiseks

Magneesiumhüdriidi saab ultraheli hüdrolüüsi abil tõhusalt ja odavalt sünteesidaMagneesiumhüdriid, MgH2on pälvinud laialdast tähelepanu kui vesiniku hoiustamise võimalus. Peamised eelised on selle rikkalik ressurss, kõrge jõudlus, kerge kaal, odav ja ohutus. Võrreldes teiste vesiniku säilitamiseks kasutatavate hüdriididega, MgH2 on suurim vesiniku hoiustamise tihedus (kuni 7,6 wt). Vesinikku võib säilitada Mg-des Mg-põhiste metallhüdriidide kujul. MgH2 sünteesi protsess on tuntud kui dissotsiatiivne kemisorptsioon. Levinud meetod Mg-põhise metallhüdriidi tootmiseks Mg-st ja H2-st on moodustumine temperatuuril 300–400 °C ja vesiniku rõhul 2,4–40 MPa. Moodustamise võrrand on järgmine: Mg + H2 ⇌ MgH2
Kõrge kuumtöötlusega kaasnevad hüdriidide olulised lagunemismõjud, nagu ümberkristalliseerumine, faaside segregatsioon, nanoosakeste aglomeratsioon jne. Lisaks muudavad kõrged temperatuurid ja rõhud MgH2 moodustumise energiamahukaks, keeruliseks ja seega kulukaks.

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


MultiSonoReactor MSR-4 magneesiumhüdriidi suure läbilaskevõimega ultrahelitöötluseks

MultiSonoReactor MSR-4 magneesiumhüdriidi suure läbilaskevõimega ultrahelitöötluseks

Magneesiumhüdriidi ultraheli hüdrolüüs

(2011) näitas, et MgH2 nanoosakeste ja nanokiudude ultrahelitöötlus intensiivistas hüdrolüüsireaktsiooni MgH2 + 2H2O = Mg(OH)2 + 2H2 + 277 kJ. Selles uuringus näitasid MgH2 nanokiud maksimaalset vesiniku salvestusmahtu 14,4 massiprotsenti toatemperatuuril. Lisaks näitasid teadlased, et ultrahelitöötluse ja MgH2 hüdrolüüsi kombinatsioon on märkimisväärselt efektiivne vesiniku tõhusaks tootmiseks ilma kuumutamata ja keemilist ainet lisamata. Samuti leidsid nad, et madala sagedusega ultraheli oli kõrge konversioonimäära saamiseks kõige tõhusam meetod. Hüdrolüüsi kiirus madala sagedusega ultrahelitöötlusel "saavutas reaktsiooniastme poolest 7, 2 ks ultraheli sagedusel 28 kHz nii kõrge kui 76%. See väärtus oli rohkem kui 15 korda suurem kui ultraheliga töötlemata proovi puhul saadud väärtus, mis näitab ekvivalentset vesiniku tihedust 11, 6 massiprotsenti MgH2 massi alusel."
Tulemused näitasid, et ultraheli suurendab MgH2 hüdrolüüsireaktsiooni, suurendades reaktsioonikiirust konstantse na, mis tulenes radikaalsete ja koorivate mg(OH) 2 passiivse kihi tekitamisest reageerimata MgH2 üle suurte nihkejõudude tekkimise tõttu. (Hiroi et al. 2011)

Probleem: Magneesiumhüdriidi aeglane hüdrolüüs

On uuritud magneesiumhüdriidi hüdrolüüsi soodustamist kuuljahvatamise, kuuma vee töötlemise või keemiliste lisandite abil, kuid ei leitud, et see suurendaks märkimisväärselt keemilist ümberarvestusmäära. Kemikaalide lisamise osas tekitasid keemilised lisandid, nagu puhverained, kelaatorid ja ioonvahetid, mis aitasid vältida passiivse Mg(OH)2 kihi moodustumist, lisandeid Mg-järgses tsükliprotsessis.

Lahendus: magneesiumhüdriidi ultraheli hajutamine

Ultraheli hajutamine ja märgjahvatamine on väga tõhus meetod nanosuurusega osakeste ja kristallide tootmiseks väga kitsa jaotuskõveraga. Magneesiumhüdriidi ühtlaselt nanosuuruses hajutades suureneb aktiivne pindala märkimisväärselt. Lisaks ultrahelitöötlus eemaldab passivating kihid ja suurendab mass ülekanne hea keemiline ümberarvestuskursse. Ultraheli freesimine, hajutamine, deagglomeration ja osakeste pinna puhastamine paistavad suurepärased teised freesimistehnikad tõhususe, usaldusväärsuse ja lihtsuse tõttu.

Ultraheliator UIP1000hdT on võimas hajutaja keskmise suurusega tootmisskaala jaoks.

Sonicator UIP1000hdT magneesiumhüdriidi pidevaks töötlemiseks

Ultraheli jahvatamine ja hajutamine on väga tõhus meetod osakeste suuruse vähendamiseks, nt magneesiumhüdriid

Ultraheli märgjahvatamine ja hajutamine on väga tõhus meetod osakeste suuruse vähendamiseks, nt magneesiumhüdriidi

Nanostruktuurne magneesiumhüdriid kui täiustatud vesiniku ladustamine

Teaduslikult on teaduslikult tõestatud, et nanostruktuursed magneesiumhüdriidid on tõhus strateegia, mis võimaldab samaaegselt suurendada MgH2 ab/de-sorptsiooni termodünaamilisi ja kineetilisi omadusi. Nanosuuruses / nano-struktureeritud magneesiumipõhiseid struktuure, nagu MgH2 nanoosakesed ja nanokiud, saab veelgi suurendada, vähendades osakeste ja tera suurust, vähendades seeläbi nende hüdriidi moodustumist entalpia ΔH. Arvutused näitasid, et nanosuuruses MgH2 lagunemise reaktsioonibarjäär oli märkimisväärselt madalam kui lahtisel MgH2-l, mis näitab, et MgH2 nanostruktuuride projekteerimine on termodünaamiliselt ja kineetiliselt soodne suuremale jõudlusele. (vrd Ren et al., 2023)

Ultraheli nanostruktuurne magneesiumhüdriid pakub paremat energia tasakaalu vesiniku imendumiseks ja desorptsiooniks lahtiselt MgH2

Lahtise MgH2 ja nanostruktuurse ülipeene MgH2 vesiniku neeldumise ja desorptsiooni energiabarjääride võrdlus.
(uuring ja graafik: ©Zhang et al., 2020)

Magneesiumhüdriidi ultraheli nanosizing ja nanostruktureerimine

Dr Andreeva uurimisrühm uuris ultrahelitöötluse kasulikku mõju nanostruktuursetele metallidele ja mineraalidele nagu magneesiumUltraheli nanostruktureerimine on väga tõhus tehnika, mis võimaldab muuta magneesiumhüdriidi termodünaamikat, mõjutamata vesiniku võimsust. Ülipeentel MgH2 nanoosakestel on oluliselt parem vesiniku desorptsioonivõime. Nano-suurusega magneesiumhüdriid on viis, kuidas oluliselt vähendada vesiniku ab-/de-sorptsioonitemperatuuri ja suurendada MgH2 re/dehüdrogeenimise kiirust defektide sisseviimise, vesiniku difusiooniteede lühenemise, tuumade suurenemise ja Mg-H sidemete destabiliseerimise tõttu.
Lihtne sonokeemiline töötlus annab võimaluse madala energiatarbega hüdriidide tekkeks, eriti magneesiumiosakeste töötlemise korral. Näiteks näitasid Baidukova jt (2026) võimalust moodustada madala energiatarbega hüdriide poorses magneesium-magneesiumhüdroksiidi maatriksis magneesiumiosakeste sonokeemilise töötlemise abil vesisuspensioonides.

Sonokeemiliselt sünteesitud nano-magneesiumhüdriid vesiniku tõhusaks säilitamiseks

Ultraheli valmistatud magneesiumhüdriidi nanoosakesed saavutavad ümbritseva õhu temperatuuri pöörduvuse 6,7 massiprotsenti vesiniku pöörduvat ladustamist
Kergmetallhüdriidide kasutamine vesiniku hoiustamise kandjatena on paljutõotav lähenemisviis vesiniku ohutuks ja tõhusaks ladustamiseks. Üks konkreetne metallhüdriid, magneesiumhüdriid (MgH2), on pälvinud märkimisväärset huvi tänu oma kõrgele vesinikusisaldusele ja magneesiumi rohkusele looduses. Kuid lahtise MgH2 puuduseks on see, et see on stabiilne, vabastades vesinikku ainult väga kõrgetel temperatuuridel, üle 300 ° C. See on vesiniku säilitamisega seotud rakenduste puhul ebapraktiline ja ebatõhus.
Zhang jt (2020) uurisid pöörduva vesiniku säilitamise võimalust ümbritseva õhu temperatuuril, luues MgH2 ülipeened nanoosakesed. Nad kasutasid ultrahelitöötlust, et algatada metateesi protsess, mis on tegelikult kahekordne lagunemisprotsess. Sonikatsiooni rakendati lägale, mis koosnes vedelikust ja tahketest ainetest, eesmärgiga luua nanoosakesi. Need nanoosakesed, ilma täiendavate tellingustruktuurideta, toodeti edukalt suurustega valdavalt umbes 4-5 nm. Nende nanoosakeste puhul mõõtis y pöörduvat vesiniku salvestusvõimsust 6,7 massiprotsenti 30 °C juures , mis on märkimisväärne saavutus, mida pole varem tõestatud. Seda võimaldas termodünaamiline destabiliseerimine ja kineetiliste tõkete vähendamine. Paljad nanoosakesed näitasid ka stabiilset ja kiiret vesiniku tsükli käitumist 50 tsükli jooksul temperatuuril 150 ° C, mis on märkimisväärne paranemine võrreldes lahtise MgH2-ga. Need leiud esitlevad ultrahelitöötlust kui potentsiaalset ravi, mis viib MgH2 suurema efektiivsuseni vesiniku ladustamisel.
(vrd Zhang et al. 2020)

Ultraheli dispergeeritud magneesiumhüdriidi osakestel on nano-suuruse jaotus. Nanosuuruses MgH2 näitab paremaid vesiniku säilitamise omadusi.

Osakeste suuruse jaotus ultrafine MgH2, mis on valmistatud pärast ultrahelitöötlust.
(uuring ja graafik: ©Zhang et al., 2020)

Ultraheli magneesiumhüdriidi ravi

  • Kiirem reageerimine
  • Kõrgem ümberarvestuskurss
  • Nanostruktureeritud MgH2
  • Passivating kihid eemaldamine
  • Täielikuma reaktsiooni
  • suurenenud massiülekanne
  • Kõrgemad tulud
  • Parem vesiniku sorptsioon
Ultraheli voolurakk magneesiumhüdriidi inline freesimiseks ja nanoseerimiseks. Nanosuuruses MgH2 näitab paremat vesiniku ladustamise võimsust.

Ultraheli klaasreaktor MgH2 läga inline nanostruktureerimiseks

 

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Suure jõudlusega ultrasonikaatorid magneesiumhüdriidi raviks

Sonokheemia – kohaldamise võimsus ultraheli keemiliste reaktsioonide – on usaldusväärne töötlemistehnoloogia, mis hõlbustab ja kiirendab sünteesi, katalüütilisi reaktsioone ja muid hetergeenseid reaktsioone. Hielscher Ultrasonics portfell hõlmab kogu valikut kompaktsetest labori ultrasonikaatoritest kuni tööstuslike sonokeemiliste süsteemideni igasuguste keemiliste rakenduste jaoks, nagu magneesiumhüdriidi hüdrolüüs ja selle nano-freesimine / nano-struktureerimine. See võimaldab meil Hielscheris pakkuda teile kõige sobivamat ultrasonikaatorit teie kavandatud MgH2 protsessi jaoks. Meie pikaajaline kogemus aitab teil teostatavuskatsetest ja protsesside optimeerimisest kuni ultraheli süsteemi paigaldamiseni lõplikule tootmistasemele.
Meie ultraheli homogenisaatorite väike jalajälg ja nende mitmekülgsus paigaldusvalikutes muudavad need sobivaks isegi väikese ruumi töötlemisrajatistesse. Ultraheli protsessorid paigaldatakse kogu maailmas peenesse keemiasse, petrokeemiasse ja nanomaterjalide tootmisrajatistesse.

Partii ja inline

Hielscheri sonokeemilist varustust saab kasutada partii ja pideva läbivoolu töötlemiseks. Ultraheli partii töötlemine on ideaalne protsessi testimiseks, optimeerimiseks ja väikese kuni keskmise suurusega tootmistasemeks. Suure koguse materjalide tootmiseks võib tekstisisene töötlemine olla kasulikum. Pidev tekstisisene segamisprotsess nõuab keerukat seadistust – koosneb pump, voolikud või torud ja mahutid -, kuid see on väga tõhus, kiire ja nõuab oluliselt vähem tööd. Hielscher Ultrasonics on kõige sobivam sonochemical setup oma sono-sünteesi reaktsioon, töötlemise maht ja eesmärgid.

Ultraheli sondid ja reaktorid MgH2 hüdrolüüsi jaoks mis tahes skaalal

UIP4000hdT vooluraku tekstisiseseks ultrahelitöötluseks tööstuslikul skaalalHielscher Ultrasonics tootevalik hõlmab kogu ultraheli protsessorite spektrit kompaktsetest labori ultrasonicators üle pink-top ja pilootsüsteemid täielikult tööstuslik ultraheli protsessorid võime gaaskoormus tunnis. Kogu tootevalik võimaldab meil pakkuda teile kõige sobivamat ultraheli homogenisaatorit teie protsessi võimsuse ja tootmiseesmärkide jaoks.
Ultraheli pinktop süsteemid on ideaalne teostatavuse testimiseks ja protsessi optimeerimiseks. Lineaarne mastaabisääst, mis põhineb väljakujunenud protsessi parameetritel, muudab töötlemisvõimsuse suurendamise väiksematelt partiidelt täielikult kaubanduslikuks tootmiseks. Up-scaling saab teha, kas paigaldades võimsam ultraheli üksus või klasterdades mitu ultrasonicators paralleelselt. UIP16000-ga pakub Hielscher kõige võimsamat ultraheli homogenisaatorit kogu maailmas.

Täpselt kontrollitav amplituudid optimaalsete tulemuste saavutamiseks

Kõik Hielscheri ultrasonicators on täpselt kontrollitavad ja seega usaldusväärsed tööhobused tootmises. Amplituud on üks olulisi protsessi parameetreid, mis mõjutavad sonokeemiliste reaktsioonide tõhusust ja efektiivsust HDT-seeria Hielscheri tööstuslikud protsessorid võivad olla mugavad ja kasutajasõbralikud brauseri kaugjuhtimispuldi kaudu. Kõik Hielscher Ultrasonics protsessorid võimaldavad amplituudi täpset seadistamist. Sonotroodid ja võimendussarved on tarvikud, mis võimaldavad amplituudi muuta veelgi laiemas vahemikus. Hielscheri tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudid ja pakkuda vajalikku ultraheli intensiivsust nõudlike rakenduste jaoks. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis.
Täpsed amplituudi seaded ja ultraheli protsessi parameetrite püsiv jälgimine nutika tarkvara kaudu annavad teile võimaluse ravida oma reagantid kõige tõhusamate ultraheli tingimustega. Optimaalne ultrahelitöötlus silmapaistva keemilise ümberarvestuskursi jaoks!
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades. See muudab Hielscheri ultraheli seadmed usaldusväärseks töövahendiks, mis vastab teie keemiliste protsesside nõuetele.

Kõrgeim kvaliteet – Projekteeritud ja valmistatud Saksamaal

Pereettevõttena ja pereettevõttena seab Hielscher oma ultraheli protsessorite jaoks esikohale kõrgeimad kvaliteedistandardid. Kõik ultrasonikaatorid on projekteeritud, valmistatud ja põhjalikult testitud meie peakontoris Teltowis Berliini lähedal, Saksamaal. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus ja usaldusväärsus muudavad selle teie tootmises tööhobuseks. 24/7 töö täiskoormusel ja nõudlikes keskkondades on Hielscheri suure jõudlusega segistite loomulik omadus.
Hielscher Ultrasonics tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid.

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

partii Köide flow Rate Soovitatavad seadmed
1 kuni 500 ml 10 kuni 200 ml / min UP100H
10 kuni 2000 ml 20 kuni 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 kuni 20 l 0.2 kuni 4 l / min UIP2000hdT
10 kuni 100 l 2 kuni 10 l / min UIP4000hdT
15 kuni 150 l 3 kuni 15 l/min UIP6000hdT
e.k. 10 kuni 100 l / min UIP16000
e.k. suurem klastri UIP16000

Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allolevat vormi, et küsida lisateavet ultraheli protsessorite, rakenduste ja hinna kohta. Meil on hea meel arutada teie protsessi teiega ja pakkuda teile ultraheli süsteem, mis vastab teie vajadustele!









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultraheli kõrge nihega homogenisaatoreid kasutatakse laboris, pink-top, piloot ja tööstuslik töötlemine.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.

Kirjandus/viited



Faktid Tasub teada

Magnensium Hydride eelised vesiniku säilitamiseks

  • Ideaalne, tasakaalustatud gravimeetriline
  • Suurepärane mahuline energiatihedus
  • odav
  • Rikkalikult saadaval
  • Lihtne käsitseda (isegi õhus)
  • Võimalik on otsene reaktsioon veega
  • Reaktsioonikineetikat saab kohandada konkreetseterakenduste jaoks
  • Kõrge reaktsioon ja tooteohutus
  • Mittetoksiline ja ohutu kasutada
  • Keskkonnasõbralik

Mis on magneesiumhüdriid?

Magneesiumhüdriid (MgH2; tuntud ka kui magneesiumdihüdriid) on tetragoonstruktuuriga ja sellel on värvitu kuupkristall või valkjas pulber. Seda kasutatakse hdyrogeeni allikas kütuse patareid alla 10.000W. Vesiniku kogus, mis vabaneb veest on suurem kui 14.8wt%, mis on oluliselt suurem kui vesiniku kogus vabaneb kõrgsurve gaasi vesiniku mahuti (70MPa, ~ 5.5wt%) ja raskmetalli vesinikusalvestised (<2wt%). Lisaks on magneesiumhüdriid ohutu ja väga tõhus, mis muudab selle paljulubavaks tehnoloogiaks vesiniku tõhusaks säilitamiseks. Magneesiumhüdriidi hüdrolüüsi kasutatakse vesinikusüsteemina prootonivahetusmembraani kütuseelementides (PEMFC), mis parandab oluliselt süsteemi energiatihedust. Arendamisel on ka suure energiatihedusega tahked / pooltahked Mg-H kütuseakusüsteemid. Nende paljutõotav eelis on energiatihedus, mis on 3-5 korda suurem kui liitium-ioonakudel.
Sünonüümid: magneesiumdihüdriid, magneesiumhüdriid (vesiniku säilitamiseks kõlblik)
Kasutatakse materjalina vesiniku säilitamiseks
Molekulvalem: MgH2
Molekulmass:26.32 Tihedus:1.45g/ml
Sulamispunkt:>250°C juures
Lahustuvus: ei lahustu tavalises orgaanilises lahuses


Hielscheri ultraheli tarnib suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid laborist tööstusliku suurusega.

Suure jõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit kompaktsest labori ultraheliaatorist pink-top üksuste üle täistööstuslike ultrahelisüsteemideni.

 

Meil on hea meel arutada teie protsessi.

Võtame ühendust.