Nano izmēra magnija hidrīds kā efektīva ūdeņraža uzglabāšana

Ultraskaņas apstrāde tiek pielietota magnija hidrīdam, lai paātrinātu magnija hidrīda hidrolīzi, lai uzlabotu ūdeņraža veidošanos. Turklāt ultrasoniski nanostrukturēts magnija hidrīds, t.i., MgH2 nanodaļiņas, parāda uzlabotu ūdeņraža uzglabāšanas spēju.

Magnija hidrīds ūdeņraža uzglabāšanai

Magnija hidrīdu var efektīvi un lēti sintezēt, izmantojot ultraskaņas hidrolīziMagnija hidrīds, MgH2, ir pievērsusi plašu uzmanību ūdeņraža uzglabāšanas iespējai. Galvenie ieguvumi ir tā bagātīgais resurss, augsta veiktspēja, viegls svars, zemas izmaksas un drošība. Salīdzinot ar citiem hidrīdiem, kas izmantojami ūdeņraža uzglabāšanai, MgH2 ir vislielākais ūdeņraža uzglabāšanas blīvums ar līdz 7,6 masas %. Ūdeņradi var uzglabāt Mg bāzes metālu hidrīdu veidā. MgH2 sintēzes process ir pazīstams kā disociatīvā ķīmizorbcija. Izplatīta metode Mg bāzes metālu hidrīda ražošanai no Mg un H2 ir veidošanās 300–400 °C temperatūrā un ūdeņraža spiediens 2,4–40 MPa. Veidošanās vienādojums ir šāds: Mg + H2 ⇌ MgH 1.14.142
Augsta termiskā apstrāde ir saistīta ar ievērojamu hidrīdu degradācijas ietekmi, piemēram, pārkristalizāciju, fāžu segregāciju, nanodaļiņu aglomerāciju utt. Turklāt augsta temperatūra un spiediens padara MgH2 veidošanos energoietilpīgu, sarežģītu un tādējādi dārgu.

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


MultiSonoReactor MSR-4 lielai caurlaidspējai ar ultraskaņu magnija hidrīdam

MultiSonoReactor MSR-4 lielai caurlaidspējai ar ultraskaņu magnija hidrīdam

Magnija hidrīda ultraskaņas hidrolīze

(2011) pierādīja, ka MgH2 nanodaļiņu un nanošķiedru ultraskaņas apstrāde pastiprināja hidrolīzes reakciju MgH2 + 2H2O = Mg(OH)2 + 2H2 + 277 kJ. Šajā pētījumā MgH2 nanošķiedrām bija maksimālā ūdeņraža uzglabāšanas spēja 14,4 masas% istabas temperatūrā. Turklāt pētnieki pierādīja, ka ultraskaņas un MgH2 hidrolīzes kombinācija ir ievērojami efektīva, lai efektīvi radītu ūdeņradi, nesildot un nepievienojot nevienu ķīmisku vielu. Viņi arī atklāja, ka zemas frekvences ultraskaņa bija visefektīvākā metode, lai iegūtu augstu konversijas līmeni. Hidrolīzes ātrums pie zemas frekvences ultraskaņas apstrādes "sasniedza pat 76% reakcijas pakāpes ziņā pie 7,2 ks pie ultraskaņas frekvences 28 kHz. Šī vērtība bija vairāk nekā 15 reizes lielāka par vērtību, kas iegūta ne-ultraskaņas parauga gadījumā, norādot ekvivalentu ūdeņraža blīvumu 11,6 masas%, pamatojoties uz MgH2 svaru.
Rezultāti atklāja, ka ultraskaņa uzlabos MgH2 hidrolīzes reakciju, palielinot reakcijas ātruma konstanti, jo rodas radikāli un pīlings pasīvais slānis Mg(OH)2 pār nereaģē MgH2 dēļ paaudzes lielu bīdes spēku. (Hiroi et al. 2011)

Problēma: Slow Hydrolysis magnija hidrīda

Ir pētīta magnija hidrīda hidrolīzes veicināšana, izmantojot lodīšu frēzēšanu, karstā ūdens apstrādi vai ķīmiskas piedevas, bet nav konstatēts, ka tā būtiski palielinātu ķīmiskās konversijas ātrumu. Attiecībā uz ķīmisko vielu pievienošanu ķīmiskās piedevas, piemēram, bufervielas, helatori un jonu apmaiņas sveķi, kas palīdzēja novērst pasivējoša Mg(OH)2 slāņa veidošanos, radīja piemaisījumus ciklā pēc Mg.

Risinājums: Magnija hidrīda ultraskaņas izkliedēšana

Ultraskaņas izkliedēšana un mitrā frēzēšana ir ļoti efektīva metode, lai ražotu nano izmēra daļiņas un kristālus ar ļoti šauru sadales līkni. Vienmērīgi izkliedējot magnija hidrīdu nano izmērā, aktīvā virsmas zona kļūst ievērojami palielināta. Turklāt ultraskaņas apstrāde noņem caurlaidīgās kārtas un palielina masas pārnesi augstākās ķīmiskās konversijas ātrumiem. Ultraskaņas frēzēšana, izkliedēšana, deagglomerācija un daļiņu virsmas tīrīšana izceļ citas frēzēšanas metodes efektivitātē, ticamību un vienkāršību.

Ultrasonikators UIP1000hdT ir spēcīgs izkliedētājs vidēja lieluma ražošanas skalai.

Sonicator UIP1000hdT ilgstošai magnija hidrīda inline apstrādei

Ultraskaņas frēzēšana un izkliedēšana ir ļoti efektīva metode daļiņu izmēra samazināšanai, piemēram, magnija hidrīds

Ultraskaņas mitrā frēzēšana un izkliedēšana ir ļoti efektīva daļiņu izmēra samazināšanas metode, piemēram, magnija hidrīda

Nanostrukturēts magnija hidrīds kā uzlabota ūdeņraža uzglabāšana

Ir zinātniski pierādīts, ka magnija hidrīdi no nanostrukturēšanas ir efektīva stratēģija, kas ļauj vienlaikus uzlabot MgH2 ab/de-sorbcijas termodinamiskās un kinētiskās īpašības. Nano izmēra / nanostrukturētas magnija bāzes struktūras, piemēram, MgH2 nanodaļiņas un nanošķiedras, var vēl vairāk uzlabot, samazinot daļiņu un graudu izmēru, tādējādi samazinot to hidrīda veidošanās entalpiju ΔH. Aprēķini atklāja, ka reakcijas barjera nanoizmēra MgH2 sadalīšanās procesam bija ievērojami zemāka nekā lielapjoma MgH2, kas norāda, ka MgH2 nanostruktūras inženierija ir termodinamiski un kinētiski labvēlīga uzlabotajai veiktspējai. (sal.: Ren et al., 2023)

Ultrasoniski nanostrukturēts magnija hidrīds piedāvā uzlabotu enerģijas līdzsvaru ūdeņraža absorbcijai un beztaras desorbcijai MgH2

Enerģijas barjeru salīdzinājums ūdeņraža absorbcijai un masas MgH2 un nanostrukturēta ultrasmalka MgH2 desorbcijai.
(pētījums un grafiks: ©Zhang et al., 2020)

Magnija hidrīda ultraskaņas nanosizēšana un nanostrukturēšana

Dr Andreeva pētnieku komanda pētīja ultraskaņas labvēlīgo ietekmi uz nanostrukturējošiem metāliem un minerāliem, piemēram, magnijuUltraskaņas nanostrukturēšana ir ļoti efektīva metode, kas ļauj mainīt magnija hidrīda termodinamiku, neietekmējot ūdeņraža jaudu. Īpaši smalkajām MgH2 nanodaļiņām piemīt ievērojami uzlabota ūdeņraža desorbcijas spēja. Nanoizmēra magnija hidrīds ir veids, kā ievērojami samazināt ūdeņraža ab-/de-sorbcijas temperatūru un palielināt MgH2 atkārtotas / de-hidrogenēšanas ātrumu, pateicoties defektu ieviešanai, ūdeņraža difūzijas ceļu saīsināšanai, nukleācijas vietu palielināšanai un Mg-H savienošanas destabilizācijai.
Vienkārša sonoķīmiskā apstrāde nodrošina zemas enerģijas hidrīdu veidošanās iespēju, jo īpaši magnija daļiņu apstrādes gadījumā. Piemēram, Baidukova et al. (2026) pierādīja iespēju veidot zemas enerģijas hidrīdus porainā magnija-magnija hidroksīda matricā, sonoķīmiski apstrādājot magnija daļiņas ūdens suspensijās.

Sonoķīmiski sintezēts nano-magnija hidrīds efektīvai ūdeņraža uzglabāšanai

Ultrasoniski sagatavotas magnija hidrīda nanodaļiņas sasniedz apkārtējās temperatūras atgriezeniskumu 6,7 masas% atgriezeniska ūdeņraža uzglabāšana
Vieglo metālu hidrīdu izmantošana par ūdeņraža uzglabāšanas nesējiem ir daudzsološa pieeja drošai un efektīvai ūdeņraža uzglabāšanai. Viens konkrēts metālu hidrīds, magnija hidrīds (MgH2), ir ieguvis ievērojamu interesi, pateicoties tā augstajam ūdeņraža saturam un magnija pārpilnībai dabā. Tomēr lielapjoma MgH2 trūkums ir tas, ka tas ir stabils, atbrīvojot ūdeņradi tikai ļoti augstā temperatūrā, kas pārsniedz 300 °C. Tas ir nepraktiski un neefektīvi ar ūdeņraža uzglabāšanu saistītiem lietojumiem.
(2020) pētīja atgriezeniskas ūdeņraža uzglabāšanas iespēju apkārtējās vides temperatūrā, izveidojot ultrasmalkas MgH2 nanodaļiņas. Viņi izmantoja ultraskaņu, lai uzsāktu metatēzes procesu, kas efektīvi ir divkāršs sadalīšanās process. Ultraskaņas apstrāde tika pielietota vircai, kas sastāv no šķidruma un cietām vielām, lai radītu nanodaļiņas. Šīs nanodaļiņas bez jebkādām papildu sastatņu konstrukcijām tika veiksmīgi ražotas ar izmēriem pārsvarā ap 4-5 nm. Šīm nanodaļiņām y izmērīja atgriezenisku ūdeņraža uzglabāšanas jaudu 6,7 masas% pie 30 ° C , kas ir nozīmīgs sasniegums, kas iepriekš nav pierādīts. Tas bija iespējams, pateicoties termodinamiskajai destabilizācijai un samazinātajām kinētiskajām barjerām. Tukšajām nanodaļiņām bija arī stabila un ātra ūdeņraža cikla uzvedība 50 ciklu laikā 150 ° C temperatūrā, kas ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar lielāko MgH2. Šie atklājumi parāda ultraskaņu kā potenciālu ārstēšanu, kas nodrošina augstāku MgH2 efektivitāti ūdeņraža uzglabāšanai.
(sk. Zhang et al. 2020)

Ultrasoniski izkliedētām magnija hidrīda daļiņām piemīt nano izmēra sadalījums. Nano izmēra MgH2 parāda uzlabotas ūdeņraža uzglabāšanas īpašības.

Daļiņu izmēra sadalījums ultrafine MgH2, kas sagatavots pēc ultraskaņas apstrādes.
(pētījums un grafiks: ©Zhang et al., 2020)

Ultraskaņas magnija hidrīda apstrāde

  • Ātrāka reakcija
  • Augstāks konversijas kurss
  • Nanostrukturētais MgH2
  • Pasivēšanas slāņu noņemšana
  • Pilnīgāka reakcija
  • palielināts masveida nodošana
  • Lielāks ienesīgums
  • Uzlabota ūdeņraža sorbcija
Ultraskaņas plūsmas šūna inline frēzēšanai un magnija hidrīda nanoizmēriem. Nano izmēra MgH2 parāda uzlabotas ūdeņraža uzglabāšanas spējas.

Ultraskaņas stikla reaktors MgH2 vircas inline nanostrukturēšanai

 

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Augstas veiktspējas ultrasonikatori magnija hidrīda ārstēšanai

Sonokīmija – jaudas ultraskaņas piestākņu piestāk anotācijas piemēsies ķīmiskām reakcijām – ir uzticama apstrādes tehnoloģija, kas atvieglo un paātrina sintēzes, katalītiskās reakcijas un citas hetergēnas reakcijas. Hielscher Ultrasonics portfelis aptver pilnu diapazonu no kompaktiem laboratorijas ultrasonikatoriem līdz rūpnieciskām sonochemical sistēmām visu veidu ķīmiskiem lietojumiem, piemēram, magnija hidrīda hidrolīzei un tā nano-frēzēšanai / nano-strukturēšanai. Tas ļauj mums Hielscher piedāvāt jums vispiemērotāko ultrasonicator jūsu paredzētajam MgH2 procesam. Mūsu ilggadējie pieredzējušie darbinieki palīdzēs jums no priekšizpētes un procesa optimizācijas līdz jūsu ultraskaņas sistēmas uzstādīšanai galīgajā ražošanas līmenī.
Mūsu ultraskaņas homogenizatoru mazā pēdu nospiedums, kā arī to daudzpusība uzstādīšanas opcijās padara tos piemērotus pat mazās telpas apstrādes iekārtās. Ultraskaņas procesori tiek uzstādīti visā pasaulē smalko ķīmiju, petro-ķīmija, un nanomateriālu ražošanas iekārtas.

Partija un iekļautā

Hielscher sonochemical aprīkojumu var izmantot partijas un nepārtrauktas caurplūdes apstrādei. Ultraskaņas partijas apstrāde ir ideāli piemērota procesa testēšanai, optimizācijai un mazam līdz vidējam ražošanas līmenim. Ražojot lielus materiālu apjomus, inline apstrāde varētu būt izdevīgāka. Nepārtrauktam iekļautās sajaukšanas procesam ir nepieciešama sarežģīta iestatīšana – kas sastāv no sūkņa, šļūteņiem vai caurulēm un tvertnēm -, bet tas ir ļoti efektīvs, ātrs un prasa ievērojami mazāku darbaspēku. Hielscher Ultrasonics ir vispiemērotākais sonochemical setup jūsu sono sintēzes reakcija, apstrādes apjoms un mērķi.

Ultraskaņas zondes un reaktori MgH2 hidrolīzei jebkurā mērogā

UIP4000hdT plūsmas šūna inline ultraskaņu rūpnieciskā mērogāHielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver pilnu ultraskaņas procesoru spektru no kompaktiem laboratorijas ultrasonatoriem pār galda un izmēģinājuma sistēmām līdz pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem ar spēju apstrādāt kravas automašīnas stundā. Pilns produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jums vispiemērotāko ultraskaņas homogenizatoru jūsu procesa jaudai un ražošanas mērķiem.
Ultraskaņas stenda sistēmas ir ideāli piemērotas priekšizpētes un procesu optimizācijas. Lineāra palielināšana, pamatojoties uz noteiktiem procesa parametriem, ļauj ļoti viegli palielināt apstrādes jaudu no mazākām partijām līdz pilnībā komerciālai ražošanai. Augšuppārkāpšanu var veikt, vai nu uzstādot jaudīgāku ultraskaņas vienību, vai arī paralēli klasterot vairākus ultraskaņas aparātus. Ar UIP16000 Hielscher piedāvā visspēcīgāko ultraskaņas homogenizatoru visā pasaulē.

Precīzi kontrolējama amplitūdas optimāliem rezultātiem

Visi Hielscher ultrasonicators ir precīzi kontrolējami un tādējādi uzticami darba zirgi ražošanā. Amplitūda ir viens no svarīgākajiem procesa parametriem, kas ietekmē sonoķīmisko reakciju efektivitāti un lietderību Hielscher hdT sērijas rūpnieciskie procesori var būt ērti un lietotājam draudzīgi, izmantojot pārlūka tālvadības pulti. Visi Hielscher Ultrasonics procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un pastiprinātāja ragi ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un nodrošināt nepieciešamo ultraskaņas intensitāti prasīgiem lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un ultraskaņas procesa parametru pastāvīga uzraudzība, izmantojot viedo programmatūru, dod jums iespēju ārstēt savus reagantus ar visefektīvākajiem ultraskaņas apstākļiem. Optimāla ultraskaņas apstrāde izcilam ķīmiskam konversijas kursam!
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darboties lieljaudas režīmā un prasīgā vidē. Tas padara Hielscher ultraskaņas aprīkojumu par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu ķīmiskā procesa prasībām.

Augstākā kvalitāte – Projektē un ražo Vācijā

Kā ģimenes un ģimenes uzņēmums, Hielscher piešķir prioritāti augstākajiem kvalitātes standartiem ultraskaņas procesoriem. Visi ultrasonikatori ir projektēti, ražoti un rūpīgi pārbaudīti mūsu galvenajā mītnē Teltovā netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība un uzticamība padara to par darba zirgu jūsu ražošanā. 24/7 darbība ar pilnu slodzi un prasīgā vidē ir dabiska Hielscher augstas veiktspējas maisītāju īpašība.
Hielscher Ultrasonics rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes.

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

partijas apjomsPlūsmas ātrumsIeteicamie ierīces
1 līdz 500mL10 līdz 200 ml / minUP100H
10 līdz 2000mL20 līdz 400 ml / minUP200Ht, UP400St
0.1 līdz 20L0.2 līdz 4 l / minUIP2000hdT
10 līdz 100 l2 līdz 10 l / minUIP4000hdT
15 līdz 150L3 līdz 15L/minUIP6000hdT
nav |10 līdz 100 l / minUIP16000
nav |lielāksklasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo formu, lai pieprasītu papildu informāciju par ultraskaņas procesoriem, lietojumprogrammām un cenu. Mēs labprāt apspriedīsim jūsu procesu ar jums un piedāvāsim jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām!









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas augstas bīdes homogenizatori tiek izmantoti laboratorijā, stendā, izmēģinājuma un rūpnieciskajā apstrādē.

Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus lietojumprogrammu sajaukšanai, dispersijai, emuulģēšanai un ekstrakcijai laboratorijā, pilotā un rūpnieciskajā mērogā.

Literatūra/atsauces



Fakti ir vērts zināt

Magnensium Hydride priekšrocības ūdeņraža uzglabāšanai

  • Ideāls, sabalansēts gravimetrisks
  • Izcils tilpuma enerģijas blīvums
  • lēti
  • Bagātīgi pieejams
  • Viegli lietojams (pat gaisā)
  • Iespējama tieša reakcija ar ūdeni
  • Reakcijas kinētikādu var pielāgot konkrētiem lietojumiem
  • Augsta reakcija un produktu drošība
  • Netoksisks un drošs lietošanai
  • videi draudzīgs

Kas ir magnija hidrīds?

Magnija hidrīds (MgH2; pazīstams arī kā magnija dihidrīds) ir tetragonāla struktūra un uzrāda bezkrāsaina kubiktāla vai gandrīz balta pulvera formu. To izmanto kā hdyrogen avots degvielas baterijas zem 10000W. Ūdeņraža daudzums, kas izdalās ar ūdeni, ir lielāks par 14.8wt%, kas ir ievērojami lielāks nekā ūdeņraža daudzums, kas izdalās, izmantojot augstspiediena gāzes ūdeņraža uzglabāšanas tvertni (70MPa,~5.5wt%) un smago metālu ūdeņraža uzglabāšanas materiālus (<2wt"). Turklāt magnija hidrīds ir drošs un ļoti efektīvs, kas to pārvērš par daudzsološu tehnoloģiju efektīvai ūdeņraža uzglabāšanai. Magnija hidrīda hidrolīzi izmanto kā pieplūdes ūdeņraža sistēmu protonu apmaiņas membrānas kurināmā elementos (PEMFC), kas ievērojami uzlabo sistēmas enerģijas blīvumu. Tiek izstrādātas arī cietās / puscietās Mg-H degvielas akumulatoru sistēmas ar augstu enerģijas blīvumu. To daudzsološā priekšrocība ir enerģijas blīvums, kas ir 3-5 reizes lielāks nekā litija jonu akumulatoriem.
Sinonīmi: magnija dihidrīds, magnija hidrīds (ūdeņraža uzglabāšanas pakāpe)
Izmanto kā materiālu ūdeņraža uzglabāšanai
Molekulformula: MgH2
Molekulmasa: 26.32 Blīvums: 1.45g / ml
Kušanas punkts:>250°C temperatūrā
Šķīdība: nešķīst normālā organiskā šķīdumā


Hielscher Ultrasonics piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no laboratorijas līdz rūpnieciskajam izmēram.

Augstas veiktspējas ultrasonics! Hielscher produktu klāsts aptver visu spektru no kompaktā laboratorijas ultrasonikatora virs stenda augšējām vienībām līdz pilnībā rūpnieciskām ultraskaņas sistēmām.

 

Mēs priecāsimies apspriest jūsu procesu.

Sazināsimies.