RU2131841C1 - Hydroreacting mixture - Google Patents
Hydroreacting mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2131841C1 RU2131841C1 RU97115475/25A RU97115475A RU2131841C1 RU 2131841 C1 RU2131841 C1 RU 2131841C1 RU 97115475/25 A RU97115475/25 A RU 97115475/25A RU 97115475 A RU97115475 A RU 97115475A RU 2131841 C1 RU2131841 C1 RU 2131841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium
- mixture
- powder
- nickel
- particle size
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства тепловыделяющих элементов и получения водорода, конкретно - металлическим составам, взаимодействующим с водой с выделением тепла и водорода. The invention relates to the field of production of fuel elements and hydrogen production, in particular, to metallic compositions interacting with water with the release of heat and hydrogen.
Основные области применения изобретения: в термоэлементах, в водородно-кислородных топливных элементах, промышленных и бытовых газогенераторах, в химии, металлургии и т.д. The main fields of application of the invention: in thermocouples, in hydrogen-oxygen fuel cells, industrial and domestic gas generators, in chemistry, metallurgy, etc.
Смеси для получения водорода при взаимодействии их с водой называются гидрореагирующими. К таким материалам относятся, в частности, материалы на основе магния или алюминия, содержащие в качестве катализатора различные металлы (например, натрий, литий, никель, олово). Mixtures for the production of hydrogen when they interact with water are called hydroreactive. Such materials include, in particular, materials based on magnesium or aluminum, containing various metals as a catalyst (for example, sodium, lithium, nickel, tin).
Известна смесь для получения водорода на основе магния, содержащая никель 20-30% мас. и кремний 0,15-0,5% мас. (авт.св. 1444295, оп. 15.12.88) или никель 49-51,8% мас., медь 3,0-6,0% мас. [авт. св. 1134538, оп. 15.01.85]. A known mixture for producing hydrogen based on magnesium, containing Nickel 20-30% wt. and silicon 0.15-0.5% wt. (ed. St. 1444295, op. 15.12.88) or nickel 49-51.8% wt., copper 3.0-6.0% wt. [ed. St. 1134538, op. 01/15/85].
Недостатком таких смесей являются их низкая коррозионная стойкость, низкий коэффициент полезного действия из-за большого содержания никеля. Такие составы дороги и требуют особых условий хранения. The disadvantage of such mixtures is their low corrosion resistance, low efficiency due to the high nickel content. Such compositions are expensive and require special storage conditions.
Известна смесь для получения водорода, принятая за прототип, когда готовят высокодисперсную смесь магния (или его смесь с алюминием) и ≥1% окиси кобальта и обрабатывают эту смесь водой в присутствии растворимых хлоридов. Отношение магния к алюминию (по массе) в смеси составляет 7:1 - 2:5, лучше 5: 3 - 3: 5. Количество окиси кобальта составляет 0,5-5% от массы металла [заявка. Великобритании 1420048, оп. 07.01.76]
Недостатками способа является низкая активность механической смеси магния с окисью кобальта из-за нарушения контакта между металлом и катализатором в ходе реакции, высокое содержание в смеси магния 25-87,5% мас.A known mixture for the production of hydrogen, adopted as a prototype, when preparing a highly dispersed mixture of magnesium (or its mixture with aluminum) and ≥1% cobalt oxide and treat this mixture with water in the presence of soluble chlorides. The ratio of magnesium to aluminum (by weight) in the mixture is 7: 1 - 2: 5, preferably 5: 3 - 3: 5. The amount of cobalt oxide is 0.5-5% by weight of the metal [application. UK 1420048, op. 01/07/76]
The disadvantages of the method is the low activity of the mechanical mixture of magnesium with cobalt oxide due to disruption of contact between the metal and the catalyst during the reaction, the high content of magnesium in the mixture is 25-87.5% wt.
Технической задачей изобретения является повышение коррозионной стойкости материала на воздухе, повышение выхода водорода на 1 г металла, удешевление гидрореагирующего материала. An object of the invention is to increase the corrosion resistance of the material in air, increase the yield of hydrogen per 1 g of metal, reduce the cost of hydroreactive material.
Поставленная задача достигается тем, что гидрореагирующий материал для получения водорода и тепла содержит алюминиевый порошок и в качестве добавки активатора - дисперсный магний, легированный никелем 0,5-3,0%. This object is achieved in that the hydroreacting material for producing hydrogen and heat contains aluminum powder and dispersed magnesium doped with nickel 0.5-3.0% as an activator additive.
Указанные компоненты находятся в следующем соотношении, мас.%:
Порошок или гранулы магниевого сплава - 10-50
Алюминиевый порошок - 90-50.These components are in the following ratio, wt.%:
Magnesium alloy powder or granules - 10-50
Aluminum powder - 90-50.
Указанная цель достигается также тем, что используются порошок или гранулы магния, легированного никелем, крупностью от 50 мкм до 5 мм, что обеспечивает быстрое повышение температуры среды, достаточное для ускорения реакции алюминия с солевым раствором. This goal is also achieved by the fact that powder or granules of magnesium doped with nickel with a particle size of 50 μm to 5 mm are used, which provides a rapid increase in ambient temperature sufficient to accelerate the reaction of aluminum with saline.
Алюминий и магний реагируют с водой с различной скоростью, но оба с образованием водорода и выделением тепла. Aluminum and magnesium react with water at different speeds, but both with the formation of hydrogen and heat.
Выход водорода и тепла на 1 г алюминия выше, чем у магния. Коррозионная стойкость на воздухе алюминия выше, чем у магния. На поверхности легких металлов образуется окисная пленка, защищающая от дальнейшего окисления. Пленка магния пористая, а алюминия - более плотная. Она прочно сцеплена с поверхностью и в обычных условиях не растворима в воде. Добиться ее разрушения можно, повышая температуру или применяя растворители. Важным параметром, ускоряющим процесс, является степень дисперсности вещества, реагирующего с водой. Развитая поверхность малых частиц позволяет проводить процесс с высокой скоростью.
The output of hydrogen and heat per 1 g of aluminum is higher than that of magnesium. The corrosion resistance of aluminum in air is higher than that of magnesium. An oxide film forms on the surface of light metals, which protects against further oxidation. Magnesium film is porous, while aluminum is denser. It is firmly adhered to the surface and is insoluble in water under normal conditions. Its destruction can be achieved by raising the temperature or using solvents. An important parameter accelerating the process is the degree of dispersion of a substance that reacts with water. The developed surface of small particles allows the process to be carried out at a high speed.
Легированный магний (Ni или Mn) крупностью от 100 до 1000 мкм при взаимодействии с водой за 1-2 мин, поднимает температуру солевого раствора от 12-15oC до 40-50oC и тогда в реакцию вступает алюминиевый порошок с более энергичным выделением водорода и тепла. В табл. 1 представлены результаты зависимости активности гидрореагирующего вещества от его состава и крупности.Doped magnesium (Ni or Mn) with a particle size of 100 to 1000 microns when interacting with water for 1-2 minutes raises the temperature of the saline solution from 12-15 o C to 40-50 o C and then the aluminum powder reacts with a more vigorous release hydrogen and heat. In the table. 1 shows the results of the dependence of the activity of a hydroreacting substance on its composition and size.
В табл. 2 представлены результаты хранения магниевых гранул и смеси магниевых гранул (менее 1 мм) 50% и алюминиевый порошок (менее 140 мкм) 50% в течение 6 месяцев при следующих условиях: на воздухе в флизелиновом пакете, в герметичной емкости, во влажной среде. In the table. 2 shows the results of storage of magnesium granules and a mixture of magnesium granules (less than 1 mm) 50% and aluminum powder (less than 140 microns) 50% for 6 months under the following conditions: in air in a non-woven bag, in a sealed container, in a humid environment.
Замена части магниевых гранул на алюминиевый порошок позволяет повысить коррозионную устойчивость смеси даже во влажной среде. Replacing part of the magnesium granules with aluminum powder can improve the corrosion resistance of the mixture even in a humid environment.
В качестве магниевого материала рекомендуется магний, легированный Ni (Mn), в виде гранул или порошка крупностью от 50 мкм до 5 мм, получаемый распылением сжатым газом, центробежным разбрызгиванием или измельчением гранул, а также стружки. Magnesium alloyed with Ni (Mn) is recommended as a magnesium material in the form of granules or powder with a particle size of 50 μm to 5 mm, obtained by spraying with compressed gas, centrifugal spraying or grinding of granules, as well as chips.
В качестве алюминиевого порошка могут быть использованы серийные промышленные марки порошков крупностью от 1 до 200 мкм. As aluminum powder, serial industrial grades of powders with a particle size of 1 to 200 microns can be used.
Примеры конкретного осуществления. Examples of specific implementation.
На основании исследований представлены экспериментальные примеры конкретного осуществления предлагаемого изобретения в отсутствие нагревательных приборов в бытовых условиях (походы, рыбная ловля и т.д.) - подогрев продуктов питания. Based on the research, experimental examples of the specific implementation of the invention in the absence of heating devices in domestic conditions (hiking, fishing, etc.) are presented — food heating.
Активность смеси алюминия и магния оценивается по температуре нагрева 200 мл воды и необходимого времени для нагрева (скорости нагрева, oC/мин). Нагрев воды производится в нагревательном сосуде, в центре которого размещена емкость с нагреваемым материалом (вода, пища и т.д.). В нижнюю часть сосуда помещается гидрореагирующее вещество с добавкой хлористой соли. Разогрев начинается после добавления воды (60 мл) в эту смесь.The activity of a mixture of aluminum and magnesium is estimated by the heating temperature of 200 ml of water and the required time for heating (heating rate, o C / min). Water is heated in a heating vessel, in the center of which there is a container with a heated material (water, food, etc.). A hydroreacting substance with the addition of chloride salt is placed in the lower part of the vessel. Warming up begins after adding water (60 ml) to this mixture.
Пример 1. Магниевые гранулы (Ni - 2,2%) крупностью менее 1 мм в количестве 10 г, 5 г хлористого натрия и 60 мл воды нагрели воду (200 мл) со скоростью 8,5 oC/мин.Example 1. Magnesium granules (Ni - 2.2%) with a particle size of less than 1 mm in an amount of 10 g, 5 g of sodium chloride and 60 ml of water heated water (200 ml) at a rate of 8.5 o C / min.
Пример 2. (Смесь (10 г) магниевых гранул (Ni - 2,2%) крупностью менее 1 мм - 50% и алюминиевого порошка ПА-4 крупностью менее 140 мкм - 50%, нагрела воду (200 мл) со скоростью 7,7 oC/мин.Example 2. (A mixture (10 g) of magnesium granules (Ni - 2.2%) with a particle size of less than 1 mm - 50% and aluminum powder PA-4 with a particle size of less than 140 microns - 50%, heated water (200 ml) at a speed of 7, 7 o C / min.
Пример 3. Смесь (10 г) магниевых гранул (Ni - 2,2%) крупностью менее 1 мм - 50% и алюминиевого порошка АСД-4 крупностью менее 20 мкм - 50%, нагрела воду (200 мл) со скоростью 9 oC/мин.Example 3. A mixture (10 g) of magnesium granules (Ni - 2.2%) with a particle size of less than 1 mm - 50% and aluminum powder ASD-4 with a particle size of less than 20 microns - 50%, heated water (200 ml) at a speed of 9 o C / min
Пример 4. Смесь (10 г) магниевых гранул (Ni - 2,2%) крупностью менее 300 мкм - 30% и алюминиевого порошка АСД-4 крупностью менее 20 мкм - 70%, нагрела воду (200 мл) со скоростью 7 oC/мин.Example 4. A mixture (10 g) of magnesium granules (Ni - 2.2%) with a particle size of less than 300 microns - 30% and aluminum powder ASD-4 with a particle size of less than 20 microns - 70%, heated water (200 ml) at a rate of 7 o C / min
Пример 5. Смесь (10 г) магниевых гранул (Ni - 2,2%) крупностью менее 300 мкм - 50% и алюминиевого порошка АСД-4 крупностью менее 20 мкм - 50%, нагрела воду (200 мл) со скоростью 13 oC/мин.Example 5. A mixture (10 g) of magnesium granules (Ni - 2.2%) with a particle size of less than 300 microns - 50% and aluminum powder ASD-4 with a particle size of less than 20 microns - 50%, heated water (200 ml) at a rate of 13 o C / min
Пример 6. Смесь (10 г) магниевых гранул (Ni - 2,2%) крупностью менее 300 мкм -10% и алюминиевого порошка ПА-4 крупностью менее 140 мкм - 90%, нагрела воду (200 мл) со скоростью 4,2 oC/MHH.Example 6. A mixture (10 g) of magnesium granules (Ni - 2.2%) with a particle size of less than 300 microns -10% and aluminum powder PA-4 with a particle size of less than 140 microns - 90%, heated water (200 ml) at a speed of 4.2 o C / MHH.
Пример 7. (10 г) магниевых гранул (Ni - 2,2%) крупностью менее 300 мкм -20% и алюминиевого порошка ПА-4 крупностью менее 140 мкм - 80%, нагрела воду (200 мл) со скоростью 10 10oC/мин.Example 7. (10 g) of magnesium granules (Ni - 2.2%) with a particle size of less than 300 μm -20% and aluminum powder PA-4 with a particle size of less than 140 μm - 80%, heated water (200 ml) at a rate of 10 10 o C / min
Claims (2)
Порошок алюминия - 90 - 50
Порошок магния, легированный никелем - 10 - 50
2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что порошок алюминия имеет крупность 1 - 200 мкм, а порошок легированного магния - 50 мкм - 5 мм.1. The mixture is hydroreactive, including powders of aluminum and magnesium, characterized in that it contains magnesium powder doped with nickel, in the following proportions, wt.%:
Aluminum Powder - 90 - 50
Nickel-doped magnesium powder - 10 - 50
2. The mixture according to claim 1, characterized in that the aluminum powder has a particle size of 1 to 200 microns, and the doped magnesium powder is 50 microns - 5 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115475/25A RU2131841C1 (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Hydroreacting mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97115475/25A RU2131841C1 (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Hydroreacting mixture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2131841C1 true RU2131841C1 (en) | 1999-06-20 |
Family
ID=20197216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97115475/25A RU2131841C1 (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Hydroreacting mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2131841C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022035506A1 (en) * | 2020-08-09 | 2022-02-17 | Ltag Systems Llc | Controlling reactability of water-reactive aluminum |
| US11603587B2 (en) | 2015-06-02 | 2023-03-14 | Ltag Systems Llc | Activated aluminum fuel |
| US11986877B1 (en) | 2019-12-10 | 2024-05-21 | Ltag Systems Llc | Activated aluminum formation |
-
1997
- 1997-09-18 RU RU97115475/25A patent/RU2131841C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11603587B2 (en) | 2015-06-02 | 2023-03-14 | Ltag Systems Llc | Activated aluminum fuel |
| US11629396B2 (en) | 2015-06-02 | 2023-04-18 | Ltag Systems Llc | Activated aluminum fuel |
| US11708631B2 (en) | 2015-06-02 | 2023-07-25 | Ltag Systems, Llc | Activated aluminum fuel |
| US11986877B1 (en) | 2019-12-10 | 2024-05-21 | Ltag Systems Llc | Activated aluminum formation |
| WO2022035506A1 (en) * | 2020-08-09 | 2022-02-17 | Ltag Systems Llc | Controlling reactability of water-reactive aluminum |
| US11332366B2 (en) | 2020-08-09 | 2022-05-17 | Ltag Systems Llc | Controlling reactability of water-reactive aluminum |
| US11840451B2 (en) | 2020-08-09 | 2023-12-12 | Ltag Systems Llc | Controlling reactabtlity of water-reactive aluminum |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4104016B2 (en) | Hydrogen generating material, hydrogen production cartridge, hydrogen production apparatus, hydrogen production method and fuel cell system | |
| US2623812A (en) | Production of hydrogen | |
| US4182748A (en) | Material and method for obtaining hydrogen and oxygen by dissociation of water | |
| RU2131841C1 (en) | Hydroreacting mixture | |
| GB2618048A (en) | Fire-extinguishing agent capable of extinguishing combustion of aluminum slag, and preparation method therefor and use thereof | |
| JP2007210878A (en) | Hydrogen generation agent composition | |
| CN110496450A (en) | A kind of graphene overcurrent sterilization composite filter element and preparation method thereof | |
| US4289744A (en) | Material and method to dissociate water | |
| JPH02194103A (en) | Zinc powder for alkali cell and preparation thereof | |
| JP2010006673A (en) | Hydrogen generating agent | |
| CN102438939A (en) | Hydrogen generating material, method for producing same, method for producing hydrogen, and apparatus for producing hydrogen | |
| US3617389A (en) | Preparation of raney catalyst fuel cell electrodes | |
| JPH11501365A (en) | Metal material with low melting point | |
| RU2394753C1 (en) | Hydroreactive composition for producing hydrogen and method of preparing said composition | |
| JPH05247568A (en) | Hydrogen storage alloy electrode and battery using them | |
| JPS58171581A (en) | Hydrogen electrolytic manufacture | |
| EP0018974B1 (en) | Material and method for dissociation of water | |
| JPS5855302A (en) | Water decomposing substance and decomposing method for water | |
| RU2804552C1 (en) | Inorganic composition for use in flameless food heaters | |
| Feng et al. | Influence of Ga content on electrochemical behavior of Mg-5 at% Hg anode materials | |
| CN105598462B (en) | The application of the preparation method of micro-nano Sn and micro-nano Sn | |
| US4287169A (en) | Water dissociation method and material | |
| JPS5855303A (en) | Water decomposing substance and decomposing method for water | |
| JP3918161B2 (en) | Method for producing aluminum nitride powder | |
| US4324777A (en) | Material and method to dissociate water at controlled rates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040919 |