Technologie des ultrasons Hielscher

Synthèse de l'hydrure de magnésium par hydrolyse

L'ultrason est une méthode simple et efficace pour produire de l'hydrure de magnésium pour le stockage de l'hydrogène. Les ultrasons accélèrent l'hydrolyse du magnésium et de l'hydrogène afin de former de l'hydrure de magnésium. Contrairement au processus classique de chimisorption dissociative, l'hydrolyse ultrasonique de l'hydrure de magnésium se déroule à température ambiante et à pression ambiante. Cela rend la voie sonochimique facile, sûre et facilement accessible. Les ultrasons à haute performance permettent la production rapide et efficace de grandes quantités d'hydrure de magnésium.

L'hydrure de magnésium pour le stockage de l'hydrogène

Magnesium hydride can be efficiently and inexpensively syntheiszed via ultrasonic hydrolysisHydrure de magnésium, MgH2a largement attiré l'attention en tant qu'option pour le stockage de l'hydrogène. Ses principaux avantages sont l'abondance de la ressource, les hautes performances, la légèreté, le faible coût et la sécurité. Par rapport aux autres hydrures utilisables pour le stockage de l'hydrogène, le MgH2 a les densités de stockage d'hydrogène les plus élevées avec jusqu'à 7,6 % en poids. L'hydrogène peut être stocké dans le Mg sous forme d'hydrures métalliques à base de Mg. Le processus de synthèse du MgH2 est connu sous le nom de chimisorption dissociative. Une méthode courante pour produire un hydrure métallique à base de Mg à partir de Mg et de H2, est la formation à une température de 300-400°C et une pression d'hydrogène de 2,4-40 MPa. L'équation de formation est la suivante : Mg + H2 ⇌ MgH2
Le traitement à haute température s'accompagne d'importants effets de dégradation des hydrures, tels que la recristallisation, la ségrégation de phase, l'agglomération de nanoparticules, etc. En outre, les températures et les pressions élevées rendent la formation de MgH2 très gourmande en énergie, complexe et donc coûteuse. Une autre méthode non thermique et nettement plus simple est l'hydrolyse par ultrasons de l'hydrure de magnésium à température ambiante et à pression ambiante.

Demande d'information





Ultrasonic hydrolysis and MgH2 nano-structuring turn magnesium hydride into an efficacious technology for hydrogen storage

homogénéisateur à ultrasons UIP16000hdT pour la synthèse efficace d'hydrure de magnésium en vrac pour le stockage de l'hydrogène

Hydrolyse ultrasonique de l'hydrure de magnésium

Les ultrasons sont bien connus pour leur capacité à initier et à accélérer les réactions chimiques, à influencer les voies chimiques et à améliorer l'efficacité globale d'une réaction. Les effets bénéfiques des ultrasons à basse fréquence et à haute puissance sur les réactions chimiques sont connus sous le nom de sono-chimie.
Les ultrasons de puissance sont déjà appliqués à de nombreuses réactions, catalyseurs et synthèses hétérogènes en R&D et l'étape industrielle pour augmenter le rendement, le taux de conversion et l'efficacité globale de la réaction. Pour la synthèse hydrolytique de l'hydrure de magnésium, la sonication a également été scientifiquement prouvée comme étant très bénéfique.
La sonication améliore le transfert de masse, accélérant ainsi la réaction, et aide à surmonter les barrières thermodynamiques et cinétiques. L'énergie thermique, c'est-à-dire la chaleur, est nécessaire pour conduire les processus d'hydrogénation par absorption/désorption du magnésium. L'utilisation de sources d'énergie thermique non directe, telles que les ultrasons de puissance, est une alternative efficace pour déstabiliser l'hydrure de magnésium.
Le groupe de recherche de Hiroi et autres (2011) a étudié l'effet de l'ultrason à différentes fréquences sur l'hydrolyse de l'hydrure de magnésium (MgH2). Ils ont découvert que les ultrasons à basse fréquence étaient la méthode la plus efficace pour obtenir un taux de conversion élevé. Le taux d'hydrolyse à la sonication à basse fréquence "a atteint jusqu'à 76% en termes de degré de réaction à 7,2 ks à une fréquence ultrasonore de 28 kHz. Cette valeur était plus de 15 fois supérieure à la valeur obtenue dans le cas de l'échantillon non soniqué, ce qui indique une densité d'hydrogène équivalente de 11,6 % en masse sur la base du poids de MgH2".
Les résultats ont révélé que les ultrasons améliorent la réaction d'hydrolyse du MgH2 en augmentant la constante de la vitesse de réaction due à la génération de radicaux et en exfoliant la couche passive de Mg(OH)2 par rapport au MgH2 n'ayant pas réagi en raison de la génération de forces de cisaillement importantes. (Hiroi et al. 2011)

Problème : Hydrolyse lente de l'hydrure de magnésium

La promotion de l'hydrolyse du MgH2 par broyage de billes, traitement à l'eau chaude ou additifs chimiques a été étudiée, mais n'a pas permis d'améliorer le taux de conversion chimique de manière significative. En ce qui concerne l'ajout de produits chimiques, les additifs chimiques, tels que les agents tampons, les chélateurs et les échangeurs d'ions, qui ont contribué à empêcher la formation d'une couche de Mg(OH)2 passivante, ont produit des impuretés dans le processus de cyclage post-Mg.

Solution : Dispersion ultrasonique de l'hydrure de magnésium

La dispersion ultrasonique et le broyage humide sont des techniques très efficaces pour produire des particules et des cristaux de taille nanométrique avec une courbe de distribution très étroite. En dispersant uniformément l'hydrure de magnésium à l'échelle nanométrique, la surface active s'agrandit considérablement. En outre, la sonication élimine les couches passivantes et augmente le transfert de masse pour des taux de conversion chimique supérieurs. Le broyage, la dispersion, la désagglomération et le nettoyage de la surface des particules par ultrasons excellent les autres techniques de broyage en termes d'efficacité, de fiabilité et de simplicité.

The ultrasonicator UIP1000hdT is a powerful disperser for medium-sized production scale.

appareil à ultrasons UIP1000hdT pour le traitement continu en ligne de l'hydrure de magnésium

Demande d'information





Ultrasonic milling and dispersing is a highly efficient method for particle size reduction, e.g. magnesium hydride

Le broyage et la dispersion par voie humide par ultrasons est une méthode très efficace pour réduire la taille des particules, par exemple de l'hydrure de magnésium

Nanostructuration ultrasonique du MgH2

Les structures à base de magnésium de taille nanométrique ou nanostructurées, telles que les nanoparticules de MgH2 et les nanofibres, peuvent être encore améliorées en réduisant la taille des particules et des grains, diminuant ainsi leur enthalpie de formation d'hydrure ΔH. La nanostructuration ultrasonique est une technique très efficace qui permet de modifier la thermodynamique de l'hydrure de magnésium sans affecter la capacité de l'hydrogène. Les nanoparticules ultrafines de MgH2 présentent une capacité de désorption de l'hydrogène nettement améliorée.

Les ultrasons favorisent la synthèse de l'hydrure de magnésium

  • réaction plus rapide
  • Taux de conversion plus élevé
  • Suppression des couches de passivation
  • Réaction plus complète
  • augmentation de transfert de masse
  • Les rendements plus élevés
  • MgH2 nanostructuré
  • Amélioration de la sorption de l'hydrogène

Ultrasons haute performance pour l'hydrolyse du MgH2

sonochimie – l'application des ultrasons de puissance aux réactions chimiques – est une technologie de traitement fiable, qui facilite et accélère les synthèses, les réactions catalytiques et autres réactions hétérogènes. Le portefeuille de Hielscher Ultrasons couvre toute la gamme, des ultrasonateurs compacts de laboratoire aux systèmes industriels de sonochimie pour toutes sortes d'applications chimiques telles que l'hydrolyse de l'hydrure de magnésium et son nano-broyage / nano-structuration. Cela permet à Hielscher de vous proposer l'ultrasonateur le plus approprié pour la synthèse de MgH2 que vous envisagez. Notre personnel expérimenté de longue date vous assistera depuis les tests de faisabilité et l'optimisation du processus jusqu'à l'installation de votre système ultrasonore au niveau de la production finale.
Le faible encombrement de nos homogénéisateurs à ultrasons ainsi que leur polyvalence en termes d'options d'installation leur permettent de s'intégrer même dans des installations de traitement de petite taille. Les processeurs à ultrasons sont installés dans le monde entier dans des installations de chimie fine, de pétrochimie et de production de nanomatériaux.

Par lots et en ligne

L'équipement sonochimique de Hielscher peut être utilisé pour le traitement par lots et en continu. Le traitement par lots par ultrasons est idéal pour les tests de procédés, l'optimisation et les petites et moyennes productions. Pour une production de grands volumes de matériaux, le traitement en ligne peut être plus avantageux. Un processus de mélange en ligne continu nécessite une installation sophistiquée – qui consiste en une pompe, des tuyaux ou des conduites et des réservoirs -, mais il est très efficace, rapide et nécessite beaucoup moins de main-d'œuvre. Hielscher Ultrasons dispose de l'installation sonochimique la mieux adaptée à votre réaction de sono-synthèse, au volume de traitement et aux objectifs.

Sondes et réacteurs ultrasoniques pour l'hydrolyse du MgH2 à toute échelle

Cellule de mesure UIP4000hdT pour la sonication en ligne à l'échelle industrielleLa gamme de produits Hielscher Ultrasons couvre tout l'éventail des processeurs ultrasoniques, depuis les ultrasonores compacts de laboratoire jusqu'aux processeurs ultrasoniques industriels capables de traiter des charges de camion à l'heure, en passant par les systèmes de table et les systèmes pilotes. La gamme complète de produits nous permet de vous proposer l'homogénéisateur à ultrasons le mieux adapté à votre capacité de traitement et à vos objectifs de production.
Les systèmes ultrasoniques de table sont idéaux pour les essais de faisabilité et l'optimisation des processus. La mise à l'échelle linéaire basée sur des paramètres de processus établis permet d'augmenter très facilement les capacités de traitement, depuis les petits lots jusqu'à la production entièrement commerciale. La mise à l'échelle peut se faire soit en installant une unité ultrasonore plus puissante, soit en regroupant plusieurs ultrasonores en parallèle. Avec l'UIP16000, Hielscher propose l'homogénéisateur à ultrasons le plus puissant au monde.

Des amplitudes précisément contrôlables pour des résultats optimaux

Tous les ultrasonateurs Hielscher sont contrôlables avec précision et donc des chevaux de travail fiables en production. L'amplitude est l'un des paramètres de processus cruciaux qui influencent l'efficacité et l'efficience des réactions sonochimiques Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control. Tous les ultrasons Hielscher’ Les processeurs permettent de régler précisément l'amplitude. Les sonotrodes et les cornes d'amplification sont des accessoires qui permettent de modifier l'amplitude dans une plage encore plus large. Les processeurs ultrasoniques industriels de Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées et délivrer l'intensité ultrasonore requise pour des applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent facilement être utilisées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Des réglages d'amplitude précis et le contrôle permanent des paramètres du processus ultrasonore par un logiciel intelligent vous donnent la possibilité de traiter vos réactifs avec les conditions ultrasonores les plus efficaces. Une sonication optimale pour un taux de conversion chimique exceptionnel !
La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles. Cela fait de l'équipement à ultrasons de Hielscher un outil de travail fiable qui répond aux exigences de vos processus chimiques.

La plus haute qualité – Conçu et fabriqué en Allemagne

En tant qu’entreprise familiale et familiale, Hielscher accorde la priorité aux normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les ultrasons sont conçus, fabriqués et testés à fond dans notre siège social à Teltow près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité de l’équipement ultrasonique de Hielscher en font un cheval de travail dans votre production. Le fonctionnement 24h/24 et 7j/7 sous pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des mélangeurs haute performance de Hielscher.
Hielscher Ultrasonics’ Les processeurs ultrasoniques industriels peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent facilement être exploitées en continu, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

Contactez nous! / Demandez nous!

Demander plus d'informations

Veuillez utiliser le formulaire ci-dessous pour demander des informations supplémentaires sur les processeurs à ultrasons, les applications et le prix. Nous serons heureux de discuter avec vous de votre processus et de vous proposer un système à ultrasons répondant à vos besoins !









Veuillez prendre note de notre Politique de confidentialité.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques à haute performance pour des applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.

Littérature / Références



Qu'il faut savoir

Avantages de l'hydrure de magnésium pour le stockage de l'hydrogène

  • Une gravimétrie idéale et équilibrée
  • Énergie volumétrique supérieure density
  • Inexpensive
  • En abondance available
  • Facile à manipuler (même dans l'air)
  • La réaction directe avec l'eau est possible
  • La cinétique de réaction peut être adaptée à des applications spécifiques
  • High réaction et sécurité des produits
  • Non-toxic and safe-to-use
  • Sur le plan environnemental friendly

Qu'est-ce que l'hydrure de magnésium ?

Hydrure de magnésium (MgH2Le dihydride de magnésium a une structure tétragonale et se présente sous la forme d'un cristal cubique incolore ou d'une poudre blanc cassé. Il est utilisé comme source d'hydrogène pour les piles à combustible de moins de 10 000 W. La quantité d'hydrogène libérée par l'eau est supérieure à 14,8 % en poids, ce qui est nettement supérieur à la quantité d'hydrogène libérée par un réservoir de stockage d'hydrogène gazeux à haute pression (70MPa, ~5,5 % en poids) et par des matériaux de stockage d'hydrogène de métaux lourds (<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℃
Solubilité : insoluble dans une solution organique normale


Hielscher Ultrasonics supplies high-performance ultrasonic homogenizers from lab to industrial size.

Des ultrasons de haute performance ! La gamme de produits Hielscher couvre tout le spectre, de l'ultrasonore compact de laboratoire aux systèmes ultrasonores industriels, en passant par les appareils de table.