Sonication ถูกนําไปใช้กับแมกนีเซียมไฮไดรด์เพื่อเร่งการไฮโดรไลซิสของแมกนีเซียมไฮไดรด์เพื่อเพิ่มการสร้างไฮโดรเจน นอกจากนี้แมกนีเซียมไฮไดรด์ที่มีโครงสร้างนาโนอัลตราโซนิกเช่นอนุภาคนาโน MgH2 แสดงความสามารถในการกักเก็บไฮโดรเจนที่ดีขึ้น

แมกนีเซียมไฮไดรด์สําหรับเก็บไฮโดรเจน

แมกนีเซียมไฮไดรด์, MgH₂ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในฐานะตัวเลือกสําหรับการจัดเก็บไฮโดรเจน ประโยชน์หลักคือทรัพยากรมากมายประสิทธิภาพสูงน้ําหนักเบาต้นทุนต่ําและความปลอดภัย เมื่อเปรียบเทียบกับไฮไดรด์อื่น ๆ ที่ใช้สําหรับการจัดเก็บไฮโดรเจน MgH₂ มีความหนาแน่นในการกักเก็บไฮโดรเจนสูงสุดถึง 7.6 wt % ไฮโดรเจนสามารถเก็บไว้ใน Mg ในรูปแบบของโลหะไฮไดรด์ที่ใช้ Mg กระบวนการสังเคราะห์ MgH2 เรียกว่าเคมีบําบัดแบบแยกส่วน วิธีการทั่วไปในการผลิตโลหะไฮไดรด์ที่ใช้ Mg จาก Mg และ H2 คือการก่อตัวที่อุณหภูมิ 300–400°C และความดันไฮโดรเจน 2.4–40 MPa สมการการก่อตัวมีดังนี้: Mg + H₂ ⇌มก.₂
การรักษาความร้อนสูงมาพร้อมกับผลการย่อยสลายอย่างมีนัยสําคัญของไฮไดรด์เช่นการตกผลึกการแยกเฟสการรวมตัวของอนุภาคนาโนเป็นต้น นอกจากนี้อุณหภูมิและความดันที่สูงทําให้การก่อตัวของ MgH2 ใช้พลังงานมากซับซ้อนและมีราคาแพง

อัลตราโซนิกไฮโดรไลซิสของแมกนีเซียมไฮไดรด์

Hiroi et al. (2011) แสดงให้เห็นว่า sonication ของอนุภาคนาโน MgH2 และเส้นใยนาโนทําให้ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสเข้มข้นขึ้น MgH2 + 2H2O = Mg(OH)2 + 2H2 + 277 kJ ในการศึกษานี้เส้นใยนาโน MgH2 แสดงความสามารถในการกักเก็บไฮโดรเจนสูงสุด 14.4% ที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าการรวมกันของ sonication และการไฮโดรไลซิส MgH2 มีประสิทธิภาพอย่างมากในการสร้างไฮโดรเจนอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องให้ความร้อนและเพิ่มสารเคมีใด ๆ พวกเขายังพบว่าอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเพื่อให้ได้อัตราการแปลงสูง อัตราการไฮโดรไลซิสที่ sonication ความถี่ต่ํา "สูงถึง 76% ในแง่ของระดับปฏิกิริยาที่ 7.2 ks ที่ความถี่อัลตราโซนิก 28 kHz ค่านี้มากกว่า 15 เท่าของค่าที่ได้รับในกรณีของตัวอย่างที่ไม่ผ่านโซนิคซึ่งบ่งบอกถึงความหนาแน่นของไฮโดรเจนที่เทียบเท่า 11.6% มวลบนพื้นฐานของน้ําหนักของ MgH2"
ผลการวิจัยพบว่า อัลตราซาวนด์จะช่วยเพิ่มปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ MgH2 โดยการเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาคงที่เนื่องจากการสร้างของรุนแรงและขัดผิวชั้นเรื่อย ๆ ของ Mg(OH)2 มากกว่า MgH2 unreacted เนื่องจากการสร้างแรงเฉือนขนาดใหญ่. (ฮิโรอิ et al. 2011)

ปัญหา: การย่อยสลายช้าของแมกนีเซียมไฮไดรด์

มีการตรวจสอบการส่งเสริมการไฮโดรไลซิสแมกนีเซียมไฮไดรด์ผ่านการโม่บอลการบําบัดน้ําร้อนหรือสารเคมี แต่ไม่พบว่าช่วยเพิ่มอัตราการแปลงสารเคมีอย่างมีนัยสําคัญ เกี่ยวกับการเติมสารเคมีสารเคมีเช่นสารกันชนคีเลเตอร์และเครื่องแลกเปลี่ยนไอออนซึ่งช่วยป้องกันการก่อตัวของชั้น Mg (OH) 2 ที่ลอยอยู่ทําให้เกิดสิ่งสกปรกในกระบวนการปั่นจักรยานหลัง Mg

วิธีแก้ไข: อัลตราโซนิกการกระจายตัวของแมกนีเซียมไฮไดรด์

อัลตราโซนิกกระจายและกัดเปียกเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตอนุภาคขนาดนาโนและผลึกที่มีเส้นโค้งการกระจายแคบมาก โดยการกระจายแมกนีเซียมไฮไดรด์อย่างเท่ากันในขนาดนาโน, พื้นที่ผิวที่ใช้งานจะขยายอย่างมีนัยสําคัญ. นอกจากนี้ sonication จะลบชั้น passivating และเพิ่มการถ่ายโอนมวลสําหรับอัตราการแปลงทางเคมีที่เหนือกว่า อัลตราโซนิกกัดกระจาย deagglomeration และการทําความสะอาดพื้นผิวอนุภาคเก่งเทคนิคการกัดอื่น ๆ ในประสิทธิภาพความน่าเชื่อถือและความเรียบง่าย

อัลตราโซนิกเปียกกัดและการกระจายเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการลดขนาดอนุภาคเช่นแมกนีเซียมไฮไดรด์

แมกนีเซียมไฮไดรด์โครงสร้างนาโนช่วยเพิ่มการจัดเก็บไฮโดรเจน

แมกนีเซียมไฮไดรด์โครงสร้างนาโนได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้วว่าเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งช่วยให้สามารถเพิ่มคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ ab / de-sorption ของ MgH2 ไปพร้อม ๆ กันได้ โครงสร้างแมกนีเซียมขนาดนาโน / โครงสร้างนาโนเช่นอนุภาคนาโน MgH2 และเส้นใยนาโนสามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยการลดขนาดอนุภาคและเกรนซึ่งจะช่วยลดการสร้างไฮไดรด์เอนทัลปี ΔH การคํานวณพบว่าอุปสรรคปฏิกิริยาสําหรับการสลายตัวของ MgH2 ขนาดนาโนนั้นต่ํากว่า MgH2 จํานวนมากอย่างน่าทึ่ง ซึ่งบ่งชี้ว่าวิศวกรรมโครงสร้างนาโนของ MgH2 นั้นเอื้ออํานวยต่อประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น (cf. Ren et al., 2023)

การเปรียบเทียบอุปสรรคด้านพลังงานสําหรับการดูดซับไฮโดรเจนและการคายประจุของ MgH2 จํานวนมากและ MgH2 ที่มีโครงสร้างนาโน
(การศึกษาและกราฟ: ©Zhang et al., 2020)

Ultrasonic Nanosizing และโครงสร้างนาโนของแมกนีเซียมไฮไดรด์

โครงสร้างนาโนอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงที่ช่วยให้สามารถเปลี่ยนอุณหพลศาสตร์ของแมกนีเซียมไฮไดรด์โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความจุไฮโดรเจน อนุภาคนาโน MgH2 ที่ละเอียดเป็นพิเศษแสดงความสามารถในการคายประจุไฮโดรเจนที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ แมกนีเซียมไฮไดรด์ขนาดนาโนเป็นวิธีการลดอุณหภูมิไฮโดรเจน ab-/de-sorption อย่างมีนัยสําคัญและเพิ่มอัตราการเติมซ้ํา / de-hydrogenation ของ MgH2 เนื่องจากการแนะนําข้อบกพร่องการลดเส้นทางการแพร่กระจายของไฮโดรเจนการเพิ่มไซต์นิวเคลียสและความไม่เสถียรของพันธะ Mg–H
การบําบัดด้วย sonochemical อย่างง่ายให้ความเป็นไปได้ของการก่อตัวของไฮไดรด์พลังงานต่ําโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของการรักษาอนุภาคแมกนีเซียม ตัวอย่างเช่น Baidukova et al. (2026) แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการสร้างไฮไดรด์พลังงานต่ําในเมทริกซ์แมกนีเซียม - แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่มีรูพรุนโดยใช้การบําบัดด้วยสารเคมีโซโนเคมีของอนุภาคแมกนีเซียมในสารแขวนลอยในน้ํา

นาโนแมกนีเซียมไฮไดรด์สังเคราะห์ทางชีวเคมีเพื่อการจัดเก็บไฮโดรเจนที่มีประสิทธิภาพ

อนุภาคนาโนแมกนีเซียมไฮไดรด์ที่เตรียมไว้ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงให้ความสามารถในการย้อนกลับที่อุณหภูมิแวดล้อมได้ 6.7 wt% การจัดเก็บไฮโดรเจนแบบย้อนกลับได้ 6.7 wt%
การใช้โลหะไฮไดรด์เบาเป็นพาหะในการจัดเก็บไฮโดรเจนเป็นแนวทางที่มีแนวโน้มสําหรับการจัดเก็บไฮโดรเจนอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ โลหะไฮไดรด์ชนิดหนึ่งคือแมกนีเซียมไฮไดรด์ (MgH2) ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากมีปริมาณไฮโดรเจนสูงและความอุดมสมบูรณ์ของแมกนีเซียมในธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม MgH2 จํานวนมากมีข้อเสียคือมีความเสถียรโดยปล่อยไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูงมากมากกว่า 300 °C เท่านั้น สิ่งนี้ทําไม่ได้และไม่มีประสิทธิภาพสําหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บไฮโดรเจน
Zhang et al. (2020) ได้ตรวจสอบความเป็นไปได้ของการจัดเก็บไฮโดรเจนแบบย้อนกลับได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมโดยการสร้างอนุภาคนาโนขนาดเล็กพิเศษของ MgH2 พวกเขาใช้ sonication เพื่อเริ่มกระบวนการ metathesis ซึ่งเป็นกระบวนการสลายตัวสองครั้งอย่างมีประสิทธิภาพ Sonication ถูกนําไปใช้กับสารละลายที่ประกอบด้วยของเหลวและของแข็งโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างอนุภาคนาโน อนุภาคนาโนเหล่านี้โดยไม่มีโครงสร้างนั่งร้านเพิ่มเติมใด ๆ ได้รับการผลิตสําเร็จด้วยขนาดส่วนใหญ่ประมาณ 4-5 นาโนเมตร สําหรับอนุภาคนาโนเหล่านี้ y วัดความสามารถในการกักเก็บไฮโดรเจนแบบย้อนกลับได้ 6.7 wt% ที่ 30 ° C ซึ่งเป็นความสําเร็จที่สําคัญที่ไม่เคยแสดงให้เห็นมาก่อน สิ่งนี้เกิดขึ้นได้จากความไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์และลดอุปสรรคทางจลนศาสตร์ อนุภาคนาโนเปลือยยังแสดงพฤติกรรมการปั่นจักรยานไฮโดรเจนที่เสถียรและรวดเร็วในช่วง 50 รอบที่ 150 °C ซึ่งเป็นการปรับปรุงที่โดดเด่นเมื่อเทียบกับ MgH2 จํานวนมาก การค้นพบเหล่านี้นําเสนอ sonication เป็นการรักษาที่มีศักยภาพซึ่งนําไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นของ MgH2 สําหรับการจัดเก็บไฮโดรเจน
(cf. Zhang et al. 2020)

การกระจายขนาดอนุภาค ultrafine MgH2 เตรียมหลังจาก sonication
(การศึกษาและกราฟ: ©Zhang et al., 2020)

Ultrasonicators ประสิทธิภาพสูงสําหรับการรักษาแมกนีเซียมไฮไดรด์

sonochemistry – การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์พลังงานกับปฏิกิริยาทางเคมี – เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลที่เชื่อถือได้ซึ่งอํานวยความสะดวกและเร่งการสังเคราะห์ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาและปฏิกิริยา hetergeneous อื่น ๆ กลุ่มผลิตภัณฑ์ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดไปจนถึงระบบโซโนเคมีอุตสาหกรรมสําหรับการใช้งานทางเคมีทุกประเภทเช่นการไฮโดรไลซิสของแมกนีเซียมไฮไดรด์และการกัดนาโน / โครงสร้างนาโน สิ่งนี้ช่วยให้เราที่ Hielscher สามารถเสนอเครื่องอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสําหรับกระบวนการ MgH2 ที่มองเห็นได้ของคุณ พนักงานที่มีประสบการณ์ยาวนานของเราจะช่วยคุณตั้งแต่การทดสอบความเป็นไปได้และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการไปจนถึงการติดตั้งระบบอัลตราโซนิกของคุณในระดับการผลิตขั้นสุดท้าย
พิมพ์เท้าขนาดเล็กของ homogenizers ล้ําเสียงของเราเช่นเดียวกับความเก่งกาจของพวกเขาในตัวเลือกการติดตั้งทําให้พวกเขาพอดีแม้ในสิ่งอํานวยความสะดวกการประมวลผลพื้นที่ขนาดเล็ก โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกมีการติดตั้งทั่วโลกในเคมีที่ดีปิโตรเคมีและสิ่งอํานวยความสะดวกการผลิตวัสดุนาโน

ชุดงานและแบบอินไลน์

อุปกรณ์โซโนเคมี Hielscher สามารถใช้สําหรับการประมวลผลแบบแบทช์และแบบไหลผ่านอย่างต่อเนื่อง การประมวลผลแบทช์อัลตราโซนิกเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการทดสอบกระบวนการการเพิ่มประสิทธิภาพและระดับการผลิตขนาดเล็กถึงขนาดกลาง สําหรับการผลิตวัสดุจํานวนมากการประมวลผลแบบอินไลน์อาจเป็นประโยชน์มากกว่า กระบวนการผสมแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่องต้องใช้การตั้งค่าที่ซับซ้อน – ประกอบด้วยปั๊มท่อหรือท่อและถัง - แต่มีประสิทธิภาพสูงรวดเร็วและต้องใช้แรงงานน้อยลงอย่างมีนัยสําคัญ Hielscher Ultrasonics มีการตั้งค่า sonochemical ที่เหมาะสมที่สุดสําหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ sono ปริมาณการประมวลผลและเป้าหมายของคุณ

โพรบอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์สําหรับการย่อยสลาย MgH2 ในระดับใด ๆ

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบของโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกจาก ultrasonicators ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดมากกว่าระบบบนม้านั่งและนักบินเพื่อโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมอย่างเต็มที่ที่มีความสามารถในการประมวลผลรถบรรทุกต่อชั่วโมง ช่วงที่ผลิตภัณฑ์เต็มรูปแบบช่วยให้เราสามารถให้คุณ homogenizer ล้ําเสียงที่เหมาะสมที่สุดสําหรับความจุกระบวนการและเป้าหมายการผลิตของคุณ
ระบบตั้งโต๊ะอัลตราโซนิกเหมาะสําหรับการทดสอบความเป็นไปได้และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ เชิงเส้นขนาดขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์กระบวนการที่จัดตั้งขึ้นทําให้ง่ายต่อการเพิ่มความสามารถในการประมวลผลจากล็อตขนาดเล็กเพื่อการผลิตเชิงพาณิชย์อย่างเต็มที่ การปรับขนาดสามารถทําได้โดยการติดตั้งหน่วยอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือการรวมกลุ่ม ultrasonicators หลายในแบบคู่ขนาน ด้วย UIP16000 Hielscher นําเสนอ homogenizer อัลตราโซนิกที่ทรงพลังที่สุดทั่วโลก

แอมพลิจูดที่ควบคุมได้อย่างแม่นยําเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

ultrasonicators Hielscher ทั้งหมดสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและดังนั้นจึงเชื่อถือได้ม้าทํางานในการผลิต แอมพลิจูดเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์กระบวนการสําคัญที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของปฏิกิริยา sonochemical โปรเซสเซอร์ Hielscher Ultrasonics ทั้งหมดช่วยให้สามารถตั้งค่าแอมพลิจูดได้อย่างแม่นยํา Sonotrodes และ booster horns เป็นอุปกรณ์เสริมที่อนุญาตให้ปรับเปลี่ยนแอมพลิจูดในช่วงที่กว้างขึ้น โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher สามารถส่งมอบแอมพลิจูดที่สูงมากและส่งมอบความเข้มอัลตราโซนิกที่จําเป็นสําหรับการใช้งานที่ต้องการ แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานได้อย่างต่อเนื่องในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
การตั้งค่าความกว้างที่แม่นยําและการตรวจสอบถาวรของพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกผ่านซอฟต์แวร์สมาร์ทให้คุณมีความเป็นไปได้ที่จะรักษา reagants ของคุณด้วยเงื่อนไขอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด sonication ที่ดีที่สุดสําหรับอัตราการแปลงทางเคมีที่โดดเด่น!
ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้การทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง สิ่งนี้ทําให้อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นเครื่องมือทํางานที่เชื่อถือได้ซึ่งตอบสนองความต้องการกระบวนการทางเคมีของคุณ

คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและผลิตในประเทศเยอรมนี

ในฐานะธุรกิจของครอบครัวและดําเนินกิจการโดยครอบครัว Hielscher ให้ความสําคัญกับมาตรฐานคุณภาพสูงสุดสําหรับโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกทั้งหมดได้รับการออกแบบผลิตและทดสอบอย่างละเอียดในสํานักงานใหญ่ของเราใน Teltow ใกล้กรุงเบอร์ลินประเทศเยอรมนี ความทนทานและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ทําให้เป็นม้าทํางานในการผลิตของคุณ การทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระงานเต็มรูปแบบและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูงเป็นลักษณะตามธรรมชาติของเครื่องผสมประสิทธิภาพสูงของ Hielscher
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher Ultrasonics สามารถส่งมอบแอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานได้อย่างต่อเนื่องในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นจะมี sonotrodes อัลตราโซนิกที่กําหนดเอง

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: