RU2338684C2 - Смесь гидрореагирующая - Google Patents

Смесь гидрореагирующая Download PDF

Info

Publication number
RU2338684C2
RU2338684C2 RU2005122192/15A RU2005122192A RU2338684C2 RU 2338684 C2 RU2338684 C2 RU 2338684C2 RU 2005122192/15 A RU2005122192/15 A RU 2005122192/15A RU 2005122192 A RU2005122192 A RU 2005122192A RU 2338684 C2 RU2338684 C2 RU 2338684C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
powder
aluminum
nanopowder
sodium hydroxide
Prior art date
Application number
RU2005122192/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005122192A (ru
Inventor
Анна Петровна Астанкова (RU)
Анна Петровна Астанкова
Анна Юрьевна Годымчук (RU)
Анна Юрьевна Годымчук
Александр Петрович Ильин (RU)
Александр Петрович Ильин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет"
Priority to RU2005122192/15A priority Critical patent/RU2338684C2/ru
Publication of RU2005122192A publication Critical patent/RU2005122192A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2338684C2 publication Critical patent/RU2338684C2/ru

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
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к металлическим составам, взаимодействующим с водой с выделением тепла и водорода, и может применяться в комбинированных термоэлементах, в топливных элементах для генерации электрического тока, в промышленных и бытовых газогенераторах, в химии, металлургии. Гидрореагирующая смесь содержит промышленный порошок алюминия АСД-1 и нанопорошок алюминия с размером частиц 70÷120 нм, а также активирующую добавку - гранулированный гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, % мас.: промышленный порошок АСД-1 67÷79, нанопорошок алюминия 30÷14; гидроксид натрия 3÷7. Изобретение позволяет повысить скорость тепловыделения в 2÷10 раз. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области производства тепловыделяющих элементов и получения водорода, конкретно к металлическим составам, взаимодействующим с водой с выделением тепла и водорода, и может применяться в комбинированных термоэлементах, в топливных элементах для генерации электрического тока, в промышленных и бытовых газогенераторах, в химии, металлургии и т.д.
Известны смесь для получения водорода (Авт. св. №1444295, МПК С01И 3/08 опубл. 15.12.1988 г.) на основе порошка магния, содержащая порошок никеля (20-30 мас.%) и кремния (0,15-0,5 мас.%) и смесь (авт.св. №1134538, опубл. 15.01.1985 г.) на основе порошка никеля (49-51,8 мас.%) и порошка меди (3,0-6,0 мас.%).
Недостатками этих смесей являются: относительная высокая себестоимость, особые условия хранения и низкий коэффициент полезного действия из-за большого содержания никеля, не дающего водорода в реакции с водой.
Наиболее близкой по химической сущности к предлагаемому составу смеси, выбранной нами за прототип, является смесь гидрореагирующая (патент РФ 2131841 С1, МПК С1, опубл. 20.06.1999 г.), которая содержит порошок алюминия крупностью 1÷200 мкм (90÷50 мас.%) и магния крупностью 50-500 мкм, легированный никелем (10÷50 мас.%), при этом количество легирующего никеля в порошке магния составляет 0,5÷3,0 мас.%
Недостатком данного состава является то, что при его использовании достигается относительно небольшое значение скорости роста температуры (25÷45°С/мин). Легирование порошка магния никелем усложняет процесс приготовления гидрореагирующей смеси, а также присутствие в составе смеси никеля снижает выход водорода и тепла на 10-15% и приводит к небольшому удорожанию смеси. Алюминиевый и магниевый порошки взаимодействуют с водой с выделением тепла (Q)
2Al+6Н2O→2Al(ОН)3+3H2↑, Q=918,2 кДж/моль,
Mg+2Н2O→Mg(OH)22↑, Q=354,1 кДж/моль
Согласно приведенным термохимическим уравнениям реакций при окислении водой магния выделяется меньшее количество теплоты, а также для получения 22,4 л (1 моля) водорода (H2) требуется 24 г магния, в то время как для получения такого же объема водорода из алюминия нужно 18 г алюминия.
Основным техническим результатом предложенного нами решения является повышение скорости тепловыделения в 2÷10 раз.
Основной технический результат достигается тем, что гидрореагирующая смесь, включающая порошок алюминия и активирующую добавку, согласно предложенному решению содержит промышленный порошок алюминия ТУ, нанопорошок алюминия с размером частиц 70÷120 нм и активирующую добавку в виде гидроксида натрия при следующих соотношениях, мас.%:
промышленный порошок «АСД-1» 67÷79
нанопорошок алюминия 30÷14
гидроксид натрия 3÷7
В известных технических решениях не имеется признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа.
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.
Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Пример конкретного исполнения.
Компоненты гидрореагирующей смеси - порошок «АСД-1» крупностью 80 мкм, нанопорошок алюминия крупностью частиц 70÷120 нм, а также гранулированный гидроксид натрия крупностью 1,0÷2,5 мм в массовых соотношениях, указанных в таблице, при постоянном перемешивании одновременно добавляют в воду комнатной температуры (21÷23°С).
Согласно термохимическому уравнению реакции окисления алюминия водой при взаимодействии алюминия с водой выделяются тепло и молекулярный водород, то есть температура воды будет расти по мере выделения водорода. Следовательно, скорость роста температуры прямо пропорциональна величине скорости выделения водорода.
В таблице приведены данные по применению гидрореагирующей смеси для получения тепла и водорода
Состав смеси Температура воды после добавления смеси в воду, °C* Взаимодействие порошков Al с водой
Содержание компонента, мас.% Максим. скорость роста температуры, °С/мин Примечание
АСД-1 нанопорошок Al NaOH
89 0 8 39,2 1,2 Низкая скорость роста температуры
88 4 8 39,2 1,2
85 7 8 39,2 6,0
82 10 8 39,2 15,9
79 14 7 37,1 30,6 Заявляемый состав
76 18 6 35,4 53,4
73 22 5 33,8 79,2
70 26 4 31,5 111,6
67 30 3 29,2 72,6
64 34 2 28,6 5,4 Низкая скорость роста температуры
61 38 1 25,0 -
* - температуру определяли с использованием хромель-алюмелевой термопары и самописца КСП-4.
Таким образом, как следует из данных таблицы, требуемое значение скорости роста температуры достигается при использовании смеси, включающей компоненты в следующих соотношениях: порошок «АСД-1» - 67÷79 мас.%, нанопорошок алюминия - 14-30 мас.% и гранулированный гидроксид натрия в количестве 7-3 мас.% Экспериментальные результаты показали, что, если в воду добавлять смесь при других содержаниях предлагаемых компонентов, то скорость роста температуры, а следовательно скорость выделения водорода будет значительно ниже.
При добавлении в воду предложенного состава гидрореагирующей смеси скорость роста температуры, а следовательно, скорость выделения водорода увеличивается в 2÷10 раз по сравнению со значениями, указанными в прототипе. Кроме того, компоненты смеси не требуют особого хранения (достаточно условно-герметичной тары).

Claims (1)

  1. Гидрореагирующая смесь, включающая порошок алюминия и активирующую добавку, отличающаяся тем, что смесь содержит промышленный порошок алюминия АСД-1 и нанопорошок алюминия с размером частиц 70÷120 нм, а в качестве активирующей добавки - гранулированный гидроксид натрия при следующем соотношении, мас.%:
    промышленный порошок «АСД-1» 67÷79 нанопорошок алюминия 30÷14 гидроксид натрия 3÷7
RU2005122192/15A 2005-07-13 2005-07-13 Смесь гидрореагирующая RU2338684C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122192/15A RU2338684C2 (ru) 2005-07-13 2005-07-13 Смесь гидрореагирующая

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122192/15A RU2338684C2 (ru) 2005-07-13 2005-07-13 Смесь гидрореагирующая

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005122192A RU2005122192A (ru) 2007-01-20
RU2338684C2 true RU2338684C2 (ru) 2008-11-20

Family

ID=37774516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005122192/15A RU2338684C2 (ru) 2005-07-13 2005-07-13 Смесь гидрореагирующая

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2338684C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510362C2 (ru) * 2012-04-23 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения высокочистого водорода
WO2015183120A1 (ru) * 2014-05-26 2015-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Уникат" Способ беспламенного запуска каталитического устройства

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510362C2 (ru) * 2012-04-23 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения высокочистого водорода
WO2015183120A1 (ru) * 2014-05-26 2015-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Уникат" Способ беспламенного запуска каталитического устройства

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005122192A (ru) 2007-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. Thermal decomposition of ammonium perchlorate over perovskite catalysts: Catalytic decomposition behavior, mechanism and application
Benhammada et al. Catalytic effect of green CuO nanoparticles on the thermal decomposition kinetics of ammonium perchlorate
Wang et al. DNA-directed growth of ultrafine CoAuPd nanoparticles on graphene as efficient catalysts for formic acid dehydrogenation
Visinescu et al. Starch–A suitable fuel in new low-temperature combustion-based synthesis of zinc aluminate oxides
US7341703B2 (en) Mixed hydrogen generation material
Anderson et al. Hydrogen storage and ionic mobility in amide–halide systems
Ares et al. Thermal and mechanically activated decomposition of LiAlH4
Song-Il et al. Ni/La2O3 catalyst containing low content platinum–rhodium for the dehydrogenation of N2H4· H2O at room temperature
Dovgaliuk et al. Aluminium complexes of B-and N-based hydrides: synthesis, structures and hydrogen storage properties
Yang et al. Two energetic complexes incorporating 3, 5-dinitrobenzoic acid and azole ligands: Microwave-assisted synthesis, favorable detonation properties, insensitivity and effects on the thermal decomposition of RDX
RU2338684C2 (ru) Смесь гидрореагирующая
Gunda et al. Layered magnesium diboride and its derivatives as potential catalytic and energetic additives for tuning the exothermicity of ammonium perchlorate
CN108778995A (zh) 制备硅的方法
Dave et al. Influence of BaZnCuO3 and BaZnCuO3/rGO on the thermal decomposition of ammonium perchlorate and 3‐nitro‐3H‐1, 2, 4‐triazol‐5‐one (NTO)
Cao et al. New synthesis route for ternary transition metal amides as well as ultrafast amide–hydride hydrogen storage materials
Wang et al. High dispersity and ultralight PVP-mediated Al/MFe2O4/g-C3N4 (M= Cu, Mg, Ni) nanothermites synthesized by a novel sol-freeze-drying technology
CN103496679B (zh) 一种氮化硅粉体及其制备方法
JP6536834B2 (ja) イミドアニオン含有マイエナイト型化合物及びその製造法
Aydın et al. Synthesis and characterization of zinc fluoroborate from zinc fluoride and boron by mechanochemical reaction
Rongeat et al. Mechanochemical synthesis and XPS analysis of sodium alanate with different additives
CN116621126A (zh) 一种金属氮化物的制备方法
Chung et al. Combustion synthesis of boron nitride via magnesium reduction under low nitrogen pressures
Hao et al. Cu–Cr–Pb nanocomposites: Synthesis, characterization and their catalytic effect on thermal decomposition of ammonium perchlorate
Yasodhai et al. Hydrazinium oxydiacetates and oxydiacetate dianion complexes of some divalent metals with hydrazine
Dong et al. Rapid crystal growth of type-II clathrates A 8 Na 16 Si 136 (A= K, Rb, Cs) by spark plasma sintering

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090714