ヒールシャー超音波技術

加水分解による水素化マグネシウム合成

超音波処理は、水素貯蔵のための水素化マグネシウムを生成するための効率的かつ簡単な方法です。超音波は、水素化マグネシウムを形成するためにマグネシウムと水素の加水分解を促進します。従来の解離型化学分解プロセスとは対照的に、水素化マグネシウムの超音波加水分解は室温および周囲圧で実行される。これにより、ソノケミカルルートは簡単で、安全で、容易に利用できます。高性能超音波は、大規模な水素化マグネシウムバルクの迅速かつ効果的な生産を可能にします。

水素貯蔵用水素マグネシウム

Magnesium hydride can be efficiently and inexpensively syntheiszed via ultrasonic hydrolysis水素化マグネシウム、MgH2水素貯蔵の選択肢として注目を集めている。主な利点は豊富な資源、高性能、軽量、低コスト、および安全性である。水素貯蔵に使用できる他の水素化物と比較して、MgH2 水素貯蔵密度が最も高く、最大7.6重量%です。水素は、Mg系金属水素化物の形態でMgで保存することができる。MgH2合成のプロセスは解離性化学吸着として知られています。MgとH2からMgベースの金属水素化物を製造する一般的な方法は、300〜400°Cの温度と2.4〜40 MPaの水素圧力での生成です。形成方程式は以下のように行く: Mg + H2 ⇌ MgH2
高熱処理には、再結晶、位相分離、ナノ粒子凝集など、水素化物の著しい劣化効果が伴います。さらに、高温および圧力は、MgH2の生成をエネルギー集約的で複雑にし、それによって高価にします。代替非熱的かつ有意に単純な方法は、室温および周囲圧での水素化マグネシウムの加水分解を超音波で促進する。

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

超音波ホモジナイザー UIP16000hdT 水素貯蔵のためのバルク水素化マグネシウムの効率的な合成のため

水素化マグネシウムの超音波加水分解

超音波処理は、化学反応を開始し、加速するその能力のためによく知られており、化学経路に影響を与え、反応の全体的な効率を向上させます。化学反応に対する低周波、高出力超音波の有益な効果は、ソノ化学として知られています。
パワー超音波は、すでにRの多くの異種反応、触媒および合成に適用されています&Dおよび工業段階は、歩留まり、変換率および全体的な反応効率を高める。水素化マグネシウムの加水分解合成のために、超音波処理は科学的にも非常に有益であることが証明されています。
超音波処理は、それによって反応を加速する物質移動を改善し、熱力学的および運動学的な障壁を克服するのに役立ちます。熱エネルギー、すなわち熱は、マグネシウムの吸収/脱離水素化プロセスを駆動するために必要とされる。パワー超音波のような非直接熱エネルギー源の使用は、水素化マグネシウムを不安定にするために効率的な代替手段です。
ヒロイらの研究グループ(2011)は、各種周波数での超音波処理が水素化マグネシウム(MgH2)の加水分解に及ぼす影響を調査した。その結果、低周波超音波は高い変換率を得るために最も効率的な方法であることがわかった。 低周波処理での加水分解率は「28 kHzの超音波周波数で7.2ksで反応度の点で76%に達した。この値は非超音波処理サンプルの場合に得られた値の15倍以上であり、MgH2の重量に基づいて11.6質量%の同等の水素密度を示す。
その結果、超音波は、ラジカルの発生による反応速度定数を増加させ、大きな剪断力の発生による未反応MgH2上のMg(OH)2の受動層を剥離することによって、MgH2の加水分解反応を増強することが明らかになった。(2011年ヒロイら)

問題:水素化マグネシウムの加水分解の遅さ

ボールミリング、温水処理、化学添加物によるMgH2加水分解の促進が検討されているが、化学的変換率を有意に高めることは見つからなかった。化学物質の添加に関しては、緩衝剤、キレート剤、イオン交換器などの化学添加剤が、Mg(OH)2層の不純物を形成するのを防ぐのに役立ち、Mg後のサイクリングプロセスで不純物を生み出した。

解決方法:水素化マグネシウムの超音波分散

超音波分散および湿式粉砕は、非常に狭い分布曲線を持つナノサイズの粒子および結晶を生成する非常に効率的な技術です。水素化マグネシウムをナノサイズで均等に分散させることで、活性表面積が著しく拡大する。さらに、超音波処理は、パッシベーション層を除去し、優れた化学変換率のための物質移動を増加させます。超音波粉砕、分散、脱凝集および粒子表面洗浄は、効率、信頼性および簡易性の他の粉砕技術を得意とする。

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

超音波装置 UIP1000hdT 水素化マグネシウムの連続的なインライン処理用

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

超音波湿式粉砕および分散は、例えば水素化マグネシウムの粒度低減のための非常に効率的な方法です

MgH2の超音波ナノストラクチャー

MgH2ナノ粒子やナノファイバーなどのナノサイズ/ナノ構造のマグネシウム系構造は、粒子および粒径を小さくすることでさらに増強することができ、それによってそれらの水素化物形成エンタルピーΔHを減少させることができる。超音波ナノストラクチャーは、水素容量に影響を与えることなく、水素化マグネシウムの熱力学を変化させる非常に効果的な技術です。超微細MgH2ナノ粒子は、水素脱離容量を大幅に改善した。

超音波は、水素化マグネシウム合成を促進します。

  • より速い反応
  • コンバージョン率の向上
  • パッシベーション層の除去
  • より完全な反応
  • 増加した質量移動
  • 高い利回り
  • ナノストラクチャードMgH2
  • 水素の吸収の改善

MgH2加水分解のための高性能超音波処理器

ソノケミストリー – 化学反応へのパワー超音波の適用 – は、合成、触媒反応、その他の異種反応を促進し、加速する、信頼性の高い処理技術です。ヒールシャー超音波ポートフォリオは、水素化マグネシウムの加水分解とそのナノミリング/ナノストラクチャーなどの化学用途のすべての種類のための産業用超音波装置から産業用超音波装置まで、フルレンジをカバーしています。これは、あなたの想定MgH2合成のための最も適切な超音波を提供するためにヒールシャーで私たちを可能にします。当社の長年の経験豊富なスタッフは、最終生産レベルであなたの超音波システムのインストールに実現可能性試験とプロセスの最適化からお客様を支援します。
私たちの超音波ホモジナイザーの小さな足のプリントだけでなく、インストールオプションでの汎用性は、それらを小さなスペース処理設備にも適合させます。超音波プロセッサは、微細な化学、石油化学、およびナノ材料生産設備で世界的にインストールされています。

バッチおよびインライン

ヒールシャーのソノケミカル同等物はバッチおよび連続的な流れの処理に使用することができる。超音波バッチ処理は、プロセステスト、最適化、中規模の生産レベルに最適です。大量の材料を生産する場合、インライン処理の方が有利です。連続したインライン混合プロセスには高度なセットアップが必要 – ポンプ、ホース、パイプ、タンクで構成されていますが、非常に効率的で迅速で、労働が大幅に少なくて済む。ヒールシャー超音波は、あなたのソノ合成反応、処理量と目標のための最も適したソノケミカルセットアップを持っています。

MgH2加水分解用超音波プローブと反応器

産業規模のインライン超音波処理のためのUIP4000hdTフローセルヒールシャー超音波製品の範囲は、1時間あたりのトラック積み込みを処理する能力を持つ完全工業用超音波プロセッサにベンチトップとパイロットシステム上のコンパクトなラボ超音波装置から超音波プロセッサの完全なスペクトルをカバーしています。フル製品範囲は、私たちはあなたのプロセス容量と生産目標に最適な超音波ホモジナイザーを提供することができます。
超音波ベンチトップシステムは、実現可能性試験とプロセス最適化に最適です。確立されたプロセスパラメータに基づく線形スケールアップは、より小さなロットから完全に商業生産までの処理能力を非常に容易に高めます。アップスケーリングは、より強力な超音波ユニットをインストールするか、並列にいくつかの超音波装置をクラスタリングすることによって行うことができます。UIP16000では、ヒールシャーは、世界中で最も強力な超音波ホモジナイザーを提供しています。

最適な結果を得るための正確に制御可能な振幅

すべてのヒールシャー超音波処理器は正確に制御可能であり、それによって生産の信頼性の高い作業馬です。振幅は、ソノ化学反応の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。 Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control. すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは振幅の精密な設定を可能にする。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更することを可能にするアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。
正確な振幅設定とスマートソフトウェアを介して超音波プロセスパラメータの恒久的な監視は、あなたのレーガンを最も効果的な超音波条件で治療する可能性を与えます。優れた化学変換率のための最適な超音波処理!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。これは、ヒールシャーの超音波装置は、あなたの化学プロセスの要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。全負荷下での24時間365日の動作は、ヒールシャーの高性能ミキサーの自然な特性です。
ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

文献 / 参考文献



知る価値のある事実

水素貯蔵のためのマグネンシウム水素化物の利点

  • 理想的な、バランスのとれた重量測定
  • 優れた体積エネルギー密度
  • 安価
  • 豊富に利用可能
  • 取り扱いが簡単(空気中でも)
  • 水との直接反応が可能
  • 反応キネティクスは、特定のアプリケーションに合わせて調整することができます
  • 高い反応と製品の安全性
  • 無毒で安全に使用
  • 優しい

マグネシウム水素化物とは何ですか?

水素化マグネシウム(MgH)2;また、二水化マグネシウムとして知られている)は、四元構造を有し、無色の立方晶またはオフホワイト粉末の形態を示す。10,000W以下の燃料電池のhdyrogen源として使用されています。水で放出される水素量は14.8wt%より高く、高圧ガス貯蔵タンク(70MPa、〜5.5wt%)を介して放出される水素量よりも有意に高い。そして重金属水素貯蔵材料(<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°C
溶解度:通常の有機溶液に不溶性


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

高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。