RU2010134792A - METHOD FOR PRODUCING HIGH-COMPACT HYDROGEN - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING HIGH-COMPACT HYDROGEN Download PDF

Info

Publication number
RU2010134792A
RU2010134792A RU2010134792/05A RU2010134792A RU2010134792A RU 2010134792 A RU2010134792 A RU 2010134792A RU 2010134792/05 A RU2010134792/05 A RU 2010134792/05A RU 2010134792 A RU2010134792 A RU 2010134792A RU 2010134792 A RU2010134792 A RU 2010134792A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
technological
carbon
nanomaterial
pressures
Prior art date
Application number
RU2010134792/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2477704C2 (en
Inventor
Юрий Сергеевич Нечаев (RU)
Юрий Сергеевич Нечаев
Original Assignee
Юрий Сергеевич Нечаев (RU)
Юрий Сергеевич Нечаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Сергеевич Нечаев (RU), Юрий Сергеевич Нечаев filed Critical Юрий Сергеевич Нечаев (RU)
Priority to RU2010134792/05A priority Critical patent/RU2477704C2/en
Publication of RU2010134792A publication Critical patent/RU2010134792A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2477704C2 publication Critical patent/RU2477704C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Способ получения высококомпактного водорода, включающий получение водорода с плотностью до ~1 г/см3, как и в известных способах динамического или статического внешнего всестороннего сжатия водорода до мегабарных давлений (~102 ГПа), отличающийся от этих способов более высокой технической, технологической и экономической эффективностью и безопасностью, в том числе возможностью резкого снижения необходимого внешнего давления до более технологичных значений, возможностью использования более технологичных температур и возможностью сохранения (закалки) высококомпактного водорода для его детального (стационарного) изучения и практического использования, что осуществляют при помощи полислойной интеркаляции водорода (до ~10 и более мас.%) между графеновыми слоями углеродного наноматериала (графитовые нановолокна, углеродные нанотрубки и др.) посредством проведения комплекса следующих операций, обеспечивающих в итоге возникновение высоких локальных мегабарных напряжений (давлений) в материале (за счет энергии внутренних химических реакций) и образование в материале высококомпактного интеркалированного водорода: ! используют в качестве исходного сырья наиболее экономичные из выпускаемых различными фирмами (с применением различных методов синтеза) аттестованных слоистых углеродных наноматериалов, состоящих во многих случаях из кристаллических нанофрагментов из графеновых слоев (графитовых нановолокон (nanofibers), углеродных нанотрубок (nanotubes), углеродных наноячеек (nanoshells), углеродных нитей (fibrils) и др.), проводят предварительную очистку наноматериала (например, посредством его отжига в инертном газе) от вредн� A method for producing highly compact hydrogen, including obtaining hydrogen with a density of up to ~ 1 g / cm3, as in the known methods of dynamic or static external all-round compression of hydrogen up to megabar pressures (~ 102 GPa), which differs from these methods in higher technical, technological and economic efficiency and safety, including the possibility of a sharp decrease in the required external pressure to more technological values, the possibility of using more technological temperatures and the possibility of maintaining (quenching) highly compact hydrogen for its detailed (stationary) study and practical use, which is carried out using multilayer intercalation of hydrogen (up to ~ 10 and more wt.%) Between the graphene layers of carbon nanomaterial (graphite nanofibers, carbon nanotubes, etc.) by performing a set of the following operations, which ultimately provide the appearance of high local megabar stresses (pressures) in the material ( due to the energy of internal chemical reactions) and the formation of highly compact intercalated hydrogen in the material:! use as a raw material the most economical of the certified layered carbon nanomaterials produced by various companies (using various synthesis methods), consisting in many cases of crystalline nanofragments from graphene layers (graphite nanofibers (nanofibers), carbon nanotubes (nanotubes), carbon nanocells (nanoshells ), carbon filaments (fibrils), etc.), carry out preliminary cleaning of the nanomaterial (for example, by annealing it in an inert gas) from harmful

Claims (1)

Способ получения высококомпактного водорода, включающий получение водорода с плотностью до ~1 г/см3, как и в известных способах динамического или статического внешнего всестороннего сжатия водорода до мегабарных давлений (~102 ГПа), отличающийся от этих способов более высокой технической, технологической и экономической эффективностью и безопасностью, в том числе возможностью резкого снижения необходимого внешнего давления до более технологичных значений, возможностью использования более технологичных температур и возможностью сохранения (закалки) высококомпактного водорода для его детального (стационарного) изучения и практического использования, что осуществляют при помощи полислойной интеркаляции водорода (до ~10 и более мас.%) между графеновыми слоями углеродного наноматериала (графитовые нановолокна, углеродные нанотрубки и др.) посредством проведения комплекса следующих операций, обеспечивающих в итоге возникновение высоких локальных мегабарных напряжений (давлений) в материале (за счет энергии внутренних химических реакций) и образование в материале высококомпактного интеркалированного водорода:A method of producing highly compact hydrogen, including the production of hydrogen with a density of up to ~ 1 g / cm 3 , as in the known methods of dynamic or static external comprehensive compression of hydrogen to megabar pressures (~ 10 2 GPa), different from these methods of higher technical, technological and economic efficiency and safety, including the possibility of a sharp decrease in the required external pressure to more technological values, the possibility of using more technological temperatures and the possibility of preserving (hardening of highly compact hydrogen for its detailed (stationary) study and practical use, which is carried out using multilayer hydrogen intercalation (up to ~ 10 and more wt.%) between graphene layers of carbon nanomaterial (graphite nanofibers, carbon nanotubes, etc.) by carrying out the complex of the following operations, which ultimately ensure the occurrence of high local megabar stresses (pressures) in the material (due to the energy of internal chemical reactions) and the formation in the material is high compact intercalated hydrogen: используют в качестве исходного сырья наиболее экономичные из выпускаемых различными фирмами (с применением различных методов синтеза) аттестованных слоистых углеродных наноматериалов, состоящих во многих случаях из кристаллических нанофрагментов из графеновых слоев (графитовых нановолокон (nanofibers), углеродных нанотрубок (nanotubes), углеродных наноячеек (nanoshells), углеродных нитей (fibrils) и др.), проводят предварительную очистку наноматериала (например, посредством его отжига в инертном газе) от вредных примесей и присоединенных функциональных групп оксидного и др. типа, затрудняющих или препятствующих сорбции водорода наноматериалом;use as the starting material the most economical certified layered carbon nanomaterials manufactured by various firms (using various synthesis methods), which in many cases consist of crystalline nanofragments of graphene layers (graphite nanofibers), carbon nanotubes (nanotubes), carbon nanowells (nanoshells ), carbon filaments (fibrils), etc.), conduct preliminary cleaning of the nanomaterial (for example, by annealing it in an inert gas) from harmful impurities and attached functional groups of the oxide type, etc., hinder or impede the sorption of hydrogen nanomaterial.; обеспечивают (любым достаточно технологичным и экономичным способом) образование в углеродном наноматериале на его межфрагментарных поверхностях (границах) раздела слоя хемосорбированного водорода, способного пропускать в наноматериал только атомарный или ионизированный водород при технологичных давлениях, температурах и временах наводороживания, не превышающих 300 бар, 1000 К и 300 ч соответственно;provide (in any sufficiently technological and economical way) the formation of a layer of chemisorbed hydrogen in carbon nanomaterial on its interfragment surfaces (boundaries), capable of passing only atomic or ionized hydrogen into nanomaterial at technological pressures, temperatures and hydrogenation times not exceeding 300 bar, 1000 K and 300 hours, respectively; обеспечивают (любым достаточно технологичным и экономичным способом) образование на графеновых внутренних поверхностях (слоях) в нанофрагментах углеродного наноматериала слоя хемосорбированного водорода, приводящего к определенному ослаблению когезии между соседними графеновыми слоями наноматериала в степени, необходимой и достаточной (в комплексе с остальными операциями) для итогового осуществления полислойной интеркаляции водорода (до ~10 и более мас.%) при наводороживании материала при технологичных давлениях, температурах и временах процесса, не превышающих 300 бар, 1000 К и 300 ч соответственно;provide (in any sufficiently technological and economical way) the formation of a layer of chemisorbed hydrogen on graphene internal surfaces (layers) in the nanofragments of carbon nanomaterial, leading to a certain weakening of cohesion between adjacent graphene layers of the nanomaterial to the extent necessary and sufficient (in combination with other operations) for the final multilayer hydrogen intercalation (up to ~ 10 and more wt.%) during hydrogenation of the material at technological pressures, temperatures and times enah process not exceeding 300 bar, 1000 K, and 300 hours, respectively; обеспечивают (любым технологичным и экономичным способом, например, каталитической атомизации молекулярного водорода, термической диссоциации молекулярного водорода на раскаленных металлических поверхностях, обработки высокочастотным разрядом, обработки водородной плазмой, электрохимической ионизации водорода и др.) осуществление определенной локальной атомизации и/или ионизации водорода вблизи и/или на межфрагментарных поверхностях (границах) раздела углеродного наноматериала (при его наводороживании) в степени, необходимой и достаточной (в комплексе с остальными операциями) для осуществления в конечном счете полислойной интеркаляции водорода в наноматериал (до ~10 и более мас.%) при технологичных давлениях, температурах и временах процесса, не превышающих 300 бар, 1000 К и 300 ч соответственно;provide (by any technological and economical method, for example, catalytic atomization of molecular hydrogen, thermal dissociation of molecular hydrogen on hot metal surfaces, high-frequency discharge treatment, treatment with hydrogen plasma, electrochemical hydrogen ionization, etc.) the implementation of a certain local atomization and / or ionization of hydrogen near and / or on interfragmented surfaces (boundaries) of the section of carbon nanomaterial (when hydrogenated) to the extent necessary and cient (in combination with other operations) for eventually multilayer intercalation hydrogen nanomaterial (. ~ to 10 wt% and more) for technological pressures, temperatures and process times not exceeding 300 bar, 1000 K, and 300 hours, respectively; при использовании в качестве предпочтительного способа каталитическую атомизацию водорода в межфрагментарные области углеродного наноматериала вводят (любым известным способом, например, химическим или электрохимическим) необходимое и достаточное для осуществления необходимой и достаточной степени атомизации водорода (в комплексе с остальными операциями) количество наночастиц металлического катализатора (по меньшей мере один из группы металлов, диссоциативно абсорбирующих водород и включающей Pd, Pt, Ni, Ti, Fe, Co, Nb, Mo, Ta, W, Rh, Ru, Os, Ir, La, Mg и/или их сплавы), а затем проводят наводороживание углеродного наноматериала из газообразного молекулярного водорода (при технологичных давлениях, температурах и временах процесса, не превышающих 300 бар, 1000 К и 300 ч соответственно) до достижения ~10 и более мас.% интеркалированного в материал высококомпактного водорода. when using as a preferred method, the catalytic atomization of hydrogen into the interfragmental regions of the carbon nanomaterial is introduced (by any known method, for example, chemical or electrochemical) the necessary and sufficient for the necessary and sufficient degree of hydrogen atomization (in combination with other operations) the amount of metal catalyst nanoparticles (by at least one of the group of metals dissociatively absorbing hydrogen and including Pd, Pt, Ni, Ti, Fe, Co, Nb, Mo, Ta, W, Rh, Ru, Os, Ir, La, Mg and / whether their alloys), and then hydrogenation of the carbon nanomaterial from gaseous molecular hydrogen is carried out (at technological pressures, temperatures and process times not exceeding 300 bar, 1000 K and 300 h, respectively) until ~ 10 or more wt.% highly compact intercalated into the material is achieved hydrogen.
RU2010134792/05A 2010-08-20 2010-08-20 Method of producing highly compact hydrogen RU2477704C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134792/05A RU2477704C2 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Method of producing highly compact hydrogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134792/05A RU2477704C2 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Method of producing highly compact hydrogen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010134792A true RU2010134792A (en) 2012-02-27
RU2477704C2 RU2477704C2 (en) 2013-03-20

Family

ID=45851725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010134792/05A RU2477704C2 (en) 2010-08-20 2010-08-20 Method of producing highly compact hydrogen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2477704C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106735298A (en) * 2016-12-13 2017-05-31 浙江大学 A kind of square palladium nano sheet and preparation method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5458784A (en) * 1990-10-23 1995-10-17 Catalytic Materials Limited Removal of contaminants from aqueous and gaseous streams using graphic filaments
WO1996042085A2 (en) * 1995-06-06 1996-12-27 Blacklight Power, Inc. Lower-energy hydrogen methods and structures
US6596055B2 (en) * 2000-11-22 2003-07-22 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen storage using carbon-metal hybrid compositions
JP2002320848A (en) * 2001-02-23 2002-11-05 Honda Motor Co Ltd Hydrogen storage material
JPWO2006095800A1 (en) * 2005-03-11 2008-08-14 日産自動車株式会社 Hydrogen storage material, hydrogen storage structure, hydrogen storage body, hydrogen storage device, fuel cell vehicle, and method for manufacturing hydrogen storage material

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106735298A (en) * 2016-12-13 2017-05-31 浙江大学 A kind of square palladium nano sheet and preparation method thereof
CN106735298B (en) * 2016-12-13 2018-09-18 浙江大学 A kind of rectangular palladium nano sheet and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2477704C2 (en) 2013-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Hydrogen storage properties of MgH2/SWNT composite prepared by ball milling
Neeli et al. Synthesis and formation mechanism of iron nanoparticles in graphitized carbon matrices using biochar from biomass model compounds as a support
Lu et al. Fischer–Tropsch synthesis of olefin-rich liquid hydrocarbons from biomass-derived syngas over carbon-encapsulated iron carbide/iron nanoparticles catalyst
Sevilla et al. Graphitic carbon nanostructures from cellulose
Wu et al. Effect of carbon/noncarbon addition on hydrogen storage behaviors of magnesium hydride
Pinilla et al. Ni-and Fe-based catalysts for hydrogen and carbon nanofilament production by catalytic decomposition of methane in a rotary bed reactor
Awadallah et al. Effect of crystalline structure and pore geometry of silica based supported materials on the catalytic behavior of metallic nickel particles during methane decomposition to COx-free hydrogen and carbon nanomaterials
Wang et al. Ethanol steam reforming over Ni and Ni–Cu catalysts
Gupta et al. Further studies on microstructural characterization and hydrogenation behaviour of graphitic nanofibres
CN111893361A (en) AB2Hydrogen storage alloy, preparation method and application thereof, and method for purifying hydrogen containing organic matters
Shahi et al. MgH2–ZrFe2Hx nanocomposites for improved hydrogen storage characteristics of MgH2
Ba et al. Nanodiamond decorated few-layer graphene composite as an efficient metal-free dehydrogenation catalyst for styrene production
Tribolet et al. Carbon nanofibers grown on metallic filters as novel catalytic materials
Jia et al. Hydrogenation/dehydrogenation in MgH2-activated carbon composites prepared by ball milling
Yong et al. Influence of Fe@ C composite catalyst on the hydrogen storage properties of Mg–Ce–Y based alloy
Spassov et al. Hydrogen sorption properties of ball-milled Mg–C nanocomposites
Suslova et al. Carbon nanotube frameworks by spark plasma sintering
Konarova et al. Porous MgH2/C composite with fast hydrogen storage kinetics
El Naggar et al. Novel intensified nano-structured zero-valente nickel alloy based catalyst for hydrogen production via methane catalytic decomposition
Musso et al. Improving macroscopic physical and mechanical properties of thick layers of aligned multiwall carbon nanotubes by annealing treatment
US20130243660A1 (en) Separation membrane, hydrogen separation membrane including the separation membrane, and device including the hydrogen separation membrane
Gao et al. Interfacial engineering of nickel/vanadium based two-dimensional layered double hydroxide for solid-state hydrogen storage in MgH2
Arbuzov et al. Graphene-like nanostructures: synthesis and use for preparation of catalysts and hydrogen storage composites
Zhong et al. Insight into the mechanism of nanodiamond catalysed decomposition of methane molecules
Kong et al. Facile Synthesis of Highly Coking‐Resistant and Active Nickel‐Based Catalyst for Low‐Temperature CO2 Reforming of Methane