Ультразвук является эффективным и простым методом производства гидрида магния для хранения водорода. Ультразвук ускоряет гидролиз магния и водорода для формирования гидрида магния. В отличие от обычного диссоциативного процесса химиорбции, ультразвуковой гидролиз гидрида магния проходит при комнатной температуре и давлении окружающей среды. Это делает соно-химический маршрут легким, безопасным и доступным. Высокотявное УЗИ обеспечивает быстрое и эффективное производство крупных гидрогидридных навалов магния.

Гидрид магния для хранения водорода

Гидрид магния, МгГ₂, привлекла широкое внимание в качестве опции для хранения водорода. Основными преимуществами являются его обильные ресурсы, высокая производительность, легкий вес, низкая стоимость и безопасность. По сравнению с другими гидридами, которые можно использовать для хранения водорода, MgH₂ имеет самую высокую плотность хранения водорода с до 7,6 wt%. Водород может храниться в Mg в виде металлических гидридов на основе Mg. Процесс синтеза MgH2 известен как диссоциативная химиорбция. Распространенным методом производства гидранта металла на основе Mg и H2, является образование при температуре 300-400 градусов по Цельсию и давление водорода 2,4-40 МПа. Уравнение формирования идет следующим образом: Mg и H₂ ⇌ Мг₂
Высокая тепловая обработка имеет значительные последствия деградации гидридов, такие как рекристаллизация, фазовая сегрегация, агломерация наночастиц и т.д. Кроме того, высокие температуры и давление делают образование MgH2 энергоемким, сложным и тем самым дорогостоящим. Альтернативным нетермальным и значительно более простым методом является ультрасонически пропагандируемый гидролиз гидрида магния при комнатной температуре и давлении окружающей среды.

Ультразвуковой гидролиз гидрида магния

Ультразвук хорошо известен своей способностью инициировать и ускорять химические реакции, влиять на химические пути и повышать общую эффективность реакции. Благотворное воздействие низкочастотного, высокоэйтного ультразвука на химические реакции известно как сонохимия.
УЗИ питания уже применяется ко многим неоднородным реакциям, катализам и синтезам в R&D и промышленный этап для повышения урожайности, коэффициента конверсии и общей эффективности реакции. Для гидролитического синтеза гидрида магния, sonication было научно доказано, что весьма полезным, тоже.
Sonication улучшает передачу массы, ускоряя реакцию, и помогает преодолеть термодинамические и кинетические барьеры. Тепловая энергия, т.е. тепло, необходима для управления процессами поглощения/дезорбции гидрогенизации магния. Использование непрямых источников тепловой энергии, таких как ультразвук питания является эффективной альтернативой для дестабилизации гидрид магния.
Исследовательская группа Hiroi et al. (2011) исследовала влияние ультразвука на различных частотах на гидролиз гидрид магния (MgH2). Они обнаружили, что низкочастотное УЗИ является наиболее эффективным методом для получения высокого коэффициента конверсии. Скорость гидролиза при низкочастотной звуковой частоте "достигла 76% с точки зрения степени реакции на 7,2 кс при ультразвуковой частоте 28 кГц. Это значение более чем в 15 раз превышает значение, полученное в случае не звукового образца, что указывает на эквивалентную плотность водорода в 11,6 массы на основе веса MgH2»."
Результаты показали, что ультразвук усилит реакцию гидролиза MgH2 за счет увеличения постоянной скорости реакции из-за генерации радикалов и отшелушивания пассивного слоя Mg(OH)2 над неотредактированным MgH2 из-за генерации больших сил стрижки. (Хирои и др. 2011)

Проблема: Медленный гидролиз гидрида магния

Содействие MgH2 гидролиза через мяч фрезерования, горячей воды обработки или химических добавок были исследованы, но не было установлено, для повышения химического коэффициента конверсии в значительной степени. Что касается добавления химических веществ, химических добавок, таких как буферные агенты, хелаторы и ионные обменники, которые помогли предотвратить образование пассивирующего слоя Mg (OH)2, произвели примеси в пост-мг велопробеге.

Решение: Ультразвуковое рассеивание гидрида магния

Ультразвуковое рассеивание и влажное фрезеровое является высокоэффективным методом производства наноразмерных частиц и кристаллов с очень узкой кривой распределения. Равномерно рассеив гидрид магния в наноразмерах, активная площадь поверхности значительно увеличивается. Кроме того, sonication удаляет пассивирующие слои и увеличивает передачу массы для превосходных химических коэффициентов конверсии. Ультразвуковое фрезерование, рассеивание, деаггломерация и очистка поверхности частиц превосходят другие методы фрезерования в эффективности, надежности и простоте.

Ультразвуковое влажное фрезеровое и рассеивание является высокоэффективным методом уменьшения размера частиц, например, гидрида магния

Ультразвуковое наноструктурирование MgH2

Наноразмерные / наноструктурированные структуры на основе магния, такие как наночастицы MgH2 и нановолокна, могут быть дополнительно усилены за счет уменьшения размера частиц и зерна, тем самым уменьшая их гидрогидридное образование enthalpy хH. Ультразвуковое наноструктурирование является высокоэффективным методом, который позволяет изменять термодинамику гидрида магния, не влияя на емкость водорода. Ультратонкие наночастицы MgH2 обладают значительно улучшенной емкостью desorption водорода.

Высокая производительность ультразвуковых систем для гидролиза MgH2

Sonochemistry – применение ультразвука мощности к химическим реакциям – является надежной технологией обработки, которая облегчает и ускоряет синтезы, каталитические реакции и другие гетерогенные реакции. Портфолио Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр от компактных лабораторных ультразвуковых систем до промышленных сонохимических систем для всех видов химических применений, таких как гидролиз гидрид магния и его нано-фрезеровое / наноструктурирование. Это позволяет нам в Hielscher предложить вам наиболее подходящий ультразвуковой для вашего предполагаемого синтеза MgH2. Наш давний опытный персонал поможет вам от технико-экономических испытаний и оптимизации процессов до установки ультразвуковой системы на окончательном уровне производства.
Небольшой отпечаток наших ультразвуковых гомогенизаторов, а также их универсальность в вариантах установки делают их пригодными даже для небольших помещений. Ультразвуковые процессоры устанавливаются по всему миру на предприятиях тонкой химии, петрохимии и производства наноматериалов.

Пакет и Inline

Сонохимическая экипировка Hielscher может быть использована для пакетной и непрерывной обработки. Ультразвуковая пакетная обработка идеально подходит для тестирования процессов, оптимизации и малого и среднего уровня производства. Для производства больших объемов материалов, inline обработка может быть более выгодным. Непрерывный процесс смешивания рядов требует сложной настройки – состоящий в насосе, шлангах или трубах и цистернах- но он высокоэффективный, быстрый и требует значительно меньше труда. Hielscher Ultrasonics имеет наиболее подходящую сонохимическую установку для вашей реакции соно-синтеза, объема обработки и целей.

Ультразвуковые зонды и реакторы для гидролиза MgH2 в любой шкале

Ассортимент продукции Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр ультразвуковых процессоров от компактных лабораторных ультразвуковых систем до полностью промышленных ультразвуковых процессоров с возможностью обработки грузовых автомобилей в час. Полный ассортимент продукции позволяет нам предложить вам наиболее подходящий ультразвуковой гомогенизатор для ваших производственных мощностей и производственных целей.
Ультразвуковые системы скамейки идеально подходят для технико-экономического обоснования тестирования и оптимизации процессов. Линейное масштабирование, основанное на установленных параметрах процесса, позволяет очень легко увеличить перерабатывающие мощности от небольших лотов до полностью коммерческого производства. Масштабирование может быть сделано путем установки более мощного ультразвукового блока или кластеризации нескольких ультразвуковых средств параллельно. С UIP16000, Hielscher предлагает самый мощный ультразвуковой гомогенизатор во всем мире.

Точно управляемые амплитуды для оптимальных результатов

Все ultrasonicators Hielscher точно controllable и таким образом надежные лошади работы в продукции. Амплитуда является одним из важнейших параметров процесса, влияющих на эффективность и эффективность сонохимических реакций Вся ультразвуковая Хиэльшер’ процессоры позволяют точно установить амплитуду. Sonotrodes и бустер рога аксессуары, которые позволяют изменить амплитуду в еще более широком диапазоне. Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher могут обеспечить очень высокие амплитуды и обеспечить необходимую ультразвуковую интенсивность для требовательных приложений. Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно запущены в 24 / 7 операции.
Точные настройки амплитуды и постоянный мониторинг параметров ультразвукового процесса с помощью интеллектуального программного обеспечения дают вам возможность лечить ваши рейганты с наиболее эффективными ультразвуковыми условиями. Оптимальная соника для выдающегося химического коэффициента конверсии!
Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет 24/ 7 эксплуатации на тяжелой службе и в сложных условиях. Это делает ультразвуковое оборудование Hielscher надежным инструментом работы, который отвечает вашим требованиям к химическому процессу.

Наивысшее качество – Разработано и изготовлено в Германии

Будучи семейным и семейным бизнесом, Hielscher уделяет первоочередное внимание самым высоким стандартам качества своих ультразвуковых процессоров. Все ультразвуковые средства разработаны, изготовлены и тщательно протестированы в нашем штаб-квартире в Телтоу недалеко от Берлина, Германия. Надежность и надежность ультразвукового оборудования Hielscher делают его рабочей лошадью в вашем производстве. Круглосуточная эксплуатация при полной нагрузке и в сложных условиях является естественной характеристикой высокопроизводительных смесителей Hielscher.
Hielscher Ультразвук’ промышленные ультразвуковые процессоры могут обеспечить очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200 мкм могут быть легко непрерывно запущены в 24 / 7 операции. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды.

В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов: