Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

Synteza wodorku magnezu poprzez hydrolizę

Ultradźwięki są wydajną i prostą metodą wytwarzania wodorku magnezu do przechowywania wodoru. Ultradźwięki przyspieszają hydrolizę magnezu i wodoru w celu utworzenia wodorku magnezu. W przeciwieństwie do konwencjonalnego procesu chemisorpcji dysocjacyjnej, ultradźwiękowa hydroliza wodorku magnezu przebiega w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem otoczenia. Dzięki temu proces ten jest łatwy, bezpieczny i łatwo dostępny. Wysokowydajne ultradźwięki pozwalają na szybkie i efektywne otrzymywanie dużych ilości wodorku magnezu.

Wodorek magnezu do przechowywania wodoru

Magnesium hydride can be efficiently and inexpensively syntheiszed via ultrasonic hydrolysisWodorek magnezu, MgH2przyciąga uwagę jako opcja dla magazynowania wodoru. Głównymi zaletami MgH są jego bogate zasoby, wysoka wydajność, niewielki ciężar, niski koszt i bezpieczeństwo. W porównaniu z innymi wodorkami nadającymi się do magazynowania wodoru, MgH2 ma najwyższą gęstość magazynowania wodoru do 7,6 % mas. Wodór może być magazynowany w Mg w postaci wodorków metali na bazie Mg. Proces syntezy MgH2 nazywany jest chemisorpcją dysocjacyjną. Powszechnie stosowaną metodą wytwarzania wodorków metali na bazie Mg z Mg i H2 jest formowanie w temperaturze 300-400°C i przy ciśnieniu wodoru 2,4-40 MPa. Równanie tworzenia przebiega następująco: Mg + H2 ⇌ MgH2
Obróbka cieplna w wysokich temperaturach wiąże się ze znacznymi efektami degradacji wodorków, takimi jak rekrystalizacja, segregacja fazowa, aglomeracja nanocząstek itp. Ponadto, wysokie temperatury i ciśnienia sprawiają, że tworzenie MgH2 jest energochłonne, skomplikowane i przez to drogie. Alternatywną, nietermiczną i znacznie prostszą metodą jest hydroliza wodorku magnezu wspomagana ultradźwiękami w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem otoczenia.

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


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

homogenizator ultradźwiękowy UIP16000hdT do wydajnej syntezy masowego wodorku magnezu do przechowywania wodoru

Ultradźwiękowa hydroliza wodorku magnezu

Ultradźwięki są dobrze znane ze swojej zdolności do inicjowania i przyspieszania reakcji chemicznych, wpływania na szlaki chemiczne i poprawiania ogólnej wydajności reakcji. Korzystny wpływ ultradźwięków o niskiej częstotliwości i dużej mocy na reakcje chemiczne znany jest jako sono-chemia.
Ultradźwięki o dużej mocy są już stosowane w wielu reakcjach heterogenicznych, katalizach i syntezach w R&D oraz na etapie przemysłowym w celu zwiększenia wydajności, stopnia konwersji i ogólnej efektywności reakcji. Również w przypadku hydrolitycznej syntezy wodorku magnezu udowodniono naukowo, że sonikacja jest bardzo korzystna.
Sonikacja poprawia przenoszenie masy, a tym samym przyspiesza reakcję i pomaga pokonać bariery termodynamiczne i kinetyczne. Energia termiczna, tj. ciepło, jest wymagana do napędzania procesów hydrogenacji absorpcyjnej/desorpcyjnej magnezu. Wykorzystanie niebezpośrednich źródeł energii cieplnej, takich jak ultradźwięki, jest skuteczną alternatywą w destabilizacji wodorku magnezu.
Grupa badawcza Hiroi i wsp. (2011) badała wpływ ultradźwięków o różnych częstotliwościach na hydrolizę wodorku magnezu (MgH2). Stwierdzili oni, że ultradźwięki o niskiej częstotliwości są najbardziej efektywną metodą w celu uzyskania wysokiego stopnia konwersji. Stopień hydrolizy przy sonikacji o niskiej częstotliwości "osiągnął aż 76% w odniesieniu do stopnia reakcji przy 7,2 ks przy częstotliwości ultradźwiękowej 28 kHz. Wartość ta była ponad 15 razy większa od wartości uzyskanej w przypadku próbki niesonikowanej, co wskazuje na równoważną gęstość wodoru wynoszącą 11,6 mass% na podstawie masy MgH2."
Wyniki badań wykazały, że ultradźwięki wzmacniają reakcję hydrolizy MgH2 poprzez zwiększenie stałej szybkości reakcji w wyniku generacji rodnika oraz złuszczanie pasywnej warstwy Mg(OH)2 nad nieprzereagowanym MgH2 w wyniku generacji dużych sił ścinających. (Hiroi et al. 2011)

Problem: powolna hydroliza wodorku magnezu

Badano wspomaganie hydrolizy MgH2 poprzez mielenie kulowe, obróbkę gorącą wodą lub dodatki chemiczne, ale nie stwierdzono, aby zwiększały one w znaczący sposób stopień konwersji chemicznej. Dodatki chemiczne, takie jak środki buforujące, chelatory i wymieniacze jonowe, które pomagały zapobiegać tworzeniu się pasywującej warstwy Mg(OH)2, powodowały powstawanie zanieczyszczeń w procesie po cyklizacji Mg.

Rozwiązanie: Ultradźwiękowe dyspergowanie wodorku magnezu

Dyspergowanie ultradźwiękowe i mielenie na mokro jest wysoce efektywną techniką wytwarzania nanocząstek i kryształów o bardzo wąskiej krzywej dystrybucji. Dzięki równomiernemu rozproszeniu wodorku magnezu w nano-rozmiarze, powierzchnia czynna ulega znacznemu powiększeniu. Ponadto sonikacja usuwa warstwy pasywacyjne i zwiększa przenoszenie masy, dzięki czemu uzyskuje się lepsze wskaźniki konwersji chemicznej. Ultradźwiękowe mielenie, dyspergowanie, deaglomeracja i czyszczenie powierzchni cząstek przewyższają inne techniki mielenia pod względem wydajności, niezawodności i prostoty.

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

ultradźwięk UIP1000hdT do ciągłego przetwarzania w linii produkcyjnej wodorku magnezu

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


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

Ultradźwiękowe mielenie na mokro i dyspergowanie jest bardzo skuteczną metodą redukcji wielkości cząstek, np. wodorku magnezu.

Nanostrukturyzacja ultradźwiękowa MgH2

Nanorozmiarowe / nanostrukturalne struktury na bazie magnezu, takie jak nanocząstki MgH2 i nanowłókna mogą być dodatkowo ulepszone poprzez zmniejszenie rozmiaru cząstek i ziaren, zmniejszając tym samym ich entalpię tworzenia wodorku ΔH. Ultradźwiękowa nanostrukturyzacja jest wysoce efektywną techniką, która pozwala na zmianę termodynamiki wodorku magnezu bez wpływu na pojemność wodorową. Ultra drobne nanocząstki MgH2 wykazują znacznie lepszą zdolność desorpcji wodoru.

Ultradźwięki sprzyjają syntezie wodorku magnezu

  • szybsza reakcja
  • Wyższy współczynnik konwersji
  • Usuwanie warstw pasywacyjnych
  • Bardziej kompletna reakcja
  • zwiększone przenoszenie masy
  • wyższe plony
  • Nanostrukturalny MgH2
  • Ulepszona sorpcja wodoru

Wysokowydajne ultradźwiękowe urządzenia do hydrolizy MgH2

przyspieszenie reakcji chemycznych (sonochemia). – zastosowanie ultradźwięków mocy do reakcji chemicznych – to niezawodna technologia przetwarzania, która ułatwia i przyspiesza syntezy, reakcje katalityczne i inne reakcje heterogeniczne. Portfolio firmy Hielscher Ultrasonics obejmuje pełen zakres od kompaktowych ultradźwiękowych urządzeń laboratoryjnych do przemysłowych systemów sonochemicznych do wszelkiego rodzaju zastosowań chemicznych, takich jak hydroliza wodorku magnezu i jego nano-mielenie/nanostrukturyzacja. Dzięki temu firma Hielscher jest w stanie zaoferować Państwu najbardziej odpowiedni ultradźwiękowy aparat do planowanej syntezy MgH2. Nasi długoletni pracownicy służą Państwu pomocą począwszy od testów wykonalności i optymalizacji procesu aż po instalację Państwa instalacji ultradźwiękowej na poziomie produkcji końcowej.
Niewielkie gabaryty naszych homogenizatorów ultradźwiękowych oraz ich uniwersalność w zakresie opcji instalacyjnych sprawiają, że pasują one nawet do niewielkich instalacji przetwórczych. Procesory ultradźwiękowe są instalowane na całym świecie w zakładach chemii precyzyjnej, petrochemii i produkcji nano-materiałów.

Batch i Inline

Urządzenia sonochemiczne firmy Hielscher mogą być stosowane do przetwarzania wsadowego i ciągłego w przepływie. Ultradźwiękowe przetwarzanie wsadowe jest idealne do testowania procesów, optymalizacji oraz produkcji na małym i średnim poziomie. W przypadku produkcji dużych ilości materiałów, bardziej korzystne może być przetwarzanie w linii. Ciągły proces mieszania w linii wymaga skomplikowanej konfiguracji. – składające się z pompy, węży lub rur i zbiorników - ale jest wysoce wydajne, szybkie i wymaga znacznie mniejszego nakładu pracy. Firma Hielscher Ultrasonics oferuje najbardziej odpowiednie urządzenia sonochemiczne dla Państwa reakcji syntezy sonicznej, wielkości przetwarzania i celów.

Sondy ultradźwiękowe i reaktory do hydrolizy MgH2 w dowolnej skali

Komora przepływowa UIP4000hdT do sonizacji inline na skalę przemysłowąPaleta produktów firmy Hielscher Ultrasonics obejmuje pełne spektrum procesorów ultradźwiękowych, od kompaktowych ultradźwiękowców laboratoryjnych, poprzez systemy stołowe i pilotażowe, aż po w pełni przemysłowe procesory ultradźwiękowe o wydajności do przetwarzania ciężarówek na godzinę. Pełna gama produktów pozwala nam zaoferować Państwu najbardziej odpowiedni homogenizator ultradźwiękowy dla Państwa wydajności procesu i celów produkcyjnych.
Ultradźwiękowe systemy stacjonarne są idealne do testowania wykonalności i optymalizacji procesów. Liniowe skalowanie w oparciu o ustalone parametry procesu ułatwia zwiększanie wydajności przetwarzania z mniejszych partii do pełnej produkcji komercyjnej. Zwiększanie skali może odbywać się poprzez instalację mocniejszego urządzenia ultradźwiękowego lub równoległe połączenie kilku ultradźwiękowców. UIP16000 to najmocniejszy homogenizator ultradźwiękowy na świecie.

Precyzyjnie regulowane amplitudy dla uzyskania optymalnych wyników

Wszystkie ultradźwięki firmy Hielscher są precyzyjnie sterowane i tym samym są niezawodnymi końmi roboczymi w produkcji. Amplituda jest jednym z kluczowych parametrów procesu, który wpływa na wydajność i efektywność reakcji sonochemicznych. Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control. Wszystkie ultradźwięki Hielscher Ultrasonics’ Procesory pozwalają na precyzyjne ustawienie amplitudy. Sonotrody i klaksony wzmacniające są akcesoriami pozwalającymi na modyfikację amplitudy w jeszcze szerszym zakresie. Przemysłowe procesory ultradźwiękowe firmy Hielscher mogą dostarczać bardzo duże amplitudy i zapewnić wymaganą intensywność ultradźwiękową dla wymagających zastosowań. Amplitudy do 200µm można z łatwością pracować w trybie ciągłym w trybie 24/7.
Precyzyjne ustawienia amplitudy i stała kontrola parametrów procesu ultradźwiękowego za pomocą inteligentnego oprogramowania dają Państwu możliwość obróbki odczynników w najbardziej efektywnych warunkach ultradźwiękowych. Optymalna sonikacja dla doskonałego współczynnika przemiany chemicznej!
Wytrzymałość urządzeń ultradźwiękowych firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużym obciążeniu i w trudnych warunkach. Dzięki temu urządzenia ultradźwiękowe firmy Hielscher są niezawodnym narzędziem pracy, spełniającym wymagania procesów chemicznych.

Najwyższa jakość – Zaprojektowane i wyprodukowane w Niemczech

Jako firma rodzinna i rodzinna, Hielscher priorytetowo traktuje najwyższe standardy jakości dla swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie ultrasonicators są zaprojektowane, wyprodukowane i dokładnie przetestowane w naszej siedzibie w Teltowie koło Berlina, Niemcy. Solidność i niezawodność ultradźwiękowego sprzętu Hielschera sprawiają, że jest to koń roboczy w Twojej produkcji. Praca 24/7 przy pełnym obciążeniu i w wymagających środowiskach jest naturalną cechą wysokowydajnych mieszalników Firmy Hielscher.
Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać bardzo duże amplitudy. Amplitudy do 200µm można z łatwością pracować w trybie ciągłym w trybie 24/7. Dla jeszcze większych amplitud dostępne są indywidualne sondy ultradźwiękowe.

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000hdT
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Prosimy o skorzystanie z poniższego formularza w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat procesorów ultradźwiękowych, zastosowań i ceny. Chętnie omówimy z Państwem proces i zaproponujemy Państwu system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


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

Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do zastosowań mieszania, dyspergowania, emulgowania i ekstrakcji na skalę laboratoryjną, pilotażową i przemysłową.

Literatura / materiały źródłowe



Fakty Warto wiedzieć

Zalety wodorku magnezu do magazynowania wodoru

  • Idealny, zrównoważony grawimetryczny
  • Najwyższa objętościowa gęstość energii
  • Niedrogi
  • Obficie dostępne
  • Łatwa obsługa (nawet w powietrzu)
  • Możliwa jest bezpośrednia reakcja z wodą
  • Kinetyka reakcji może być dostosowana do konkretnych zastosowań
  • Wysokie bezpieczeństwo reakcji i produktu
  • Nietoksyczne i bezpieczne w użyciu
  • Przyjazny dla środowiska

Co to jest wodorek magnezu?

Wodorek magnezu (MgH2Znany również jako diwodzian magnezu) ma strukturę tetragonalną i występuje w postaci bezbarwnego, sześciennego kryształu lub białego proszku. Jest on stosowany jako źródło wodoru w bateriach paliwowych o mocy poniżej 10 000W. Ilość wodoru uwalnianego przez wodę jest większa niż 14,8%, co znacznie przewyższa ilość wodoru uwalnianego przez wysokociśnieniowy gazowy zbiornik wodoru (70MPa, ~5,5wt%) i materiały do przechowywania wodoru z metali ciężkich (<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℃
Rozpuszczalność: nierozpuszczalny w normalnym roztworze organicznym


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

Wysokowydajna ultrasonografia! Asortyment produktów firmy Hielscher obejmuje pełne spektrum od kompaktowych laboratoryjnych ultrasonografów, przez stacjonarne urządzenia stacjonarne, aż po w pełni przemysłowe systemy ultradźwiękowe.