RU2359901C1 - Method of magnesium hydrogenation for hydrogen accumulators - Google Patents
Method of magnesium hydrogenation for hydrogen accumulators Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359901C1 RU2359901C1 RU2007145464/15A RU2007145464A RU2359901C1 RU 2359901 C1 RU2359901 C1 RU 2359901C1 RU 2007145464/15 A RU2007145464/15 A RU 2007145464/15A RU 2007145464 A RU2007145464 A RU 2007145464A RU 2359901 C1 RU2359901 C1 RU 2359901C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- magnesium
- catalyst
- hydrogenation
- mechanical activation
- Prior art date
Links
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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения материала накопителя водорода путем гидрирования исходного металла. Такие гидрированные материалы могут быть использованы в различных технических устройствах, включая системы хранения водорода для мобильных транспортных средств, для топливных элементов, для тепловых насосов.The invention relates to methods for producing a hydrogen storage material by hydrogenation of a parent metal. Such hydrogenated materials can be used in various technical devices, including hydrogen storage systems for mobile vehicles, for fuel cells, for heat pumps.
Интерес к водороду как к топливу обусловлен в первую очередь экологической чистотой процесса его горения, в результате которого выделяется энергия и образуется чистая вода. Водород, в свою очередь, может быть получен путем электролиза воды с использованием солнечных батарей, что не требует сжигания органического топлива, не загрязняет атмосферу и не приводит к парниковому эффекту. Среди всех видов химического топлива водород имеет наивысшую плотность запасенной энергии на единицу веса. Поэтому водородная энергетика общепризнанно считается энергетикой будущего.The interest in hydrogen as a fuel is primarily due to the environmental cleanliness of its combustion process, as a result of which energy is released and clean water is formed. Hydrogen, in turn, can be obtained by electrolysis of water using solar panels, which does not require the burning of fossil fuels, does not pollute the atmosphere and does not lead to a greenhouse effect. Among all types of chemical fuel, hydrogen has the highest density of stored energy per unit weight. Therefore, hydrogen energy is universally recognized as the energy of the future.
Главным недостатком, сдерживающим широкое применение водорода как экологически чистого топлива, является отсутствие надежных и безопасных систем его хранения и транспортировки. Известные системы хранения водорода подразделяют на три типа: баллоны со сжатым газом, криогенные емкости с жидким водородом и гидриды металлов, сплавов и соединений. Хранение водорода в виде металлогидрида наиболее безопасно и позволяет достигать большей весовой плотности водорода, чем в баллонах высокого давления или в криогенных системах с жидким водородом. Идеальный материал накопитель водорода должен содержать как можно больше водорода на единицу веса материала. Кроме того, поглощение и выделение водорода должно происходить достаточно быстро при невысоких температурах и давлениях.The main drawback that restrains the widespread use of hydrogen as an environmentally friendly fuel is the lack of reliable and safe systems for its storage and transportation. Known hydrogen storage systems are divided into three types: compressed gas cylinders, cryogenic containers with liquid hydrogen and hydrides of metals, alloys and compounds. Storage of hydrogen in the form of metal hydride is the safest and allows to achieve a higher weight density of hydrogen than in high-pressure cylinders or in cryogenic systems with liquid hydrogen. An ideal hydrogen storage material should contain as much hydrogen as possible per unit weight of material. In addition, the absorption and evolution of hydrogen should occur fairly quickly at low temperatures and pressures.
Среди металлов накопителей водорода одним из наиболее перспективных является магний. Гидрид MgH2 содержит 7,6 вес.% водорода, что превышает емкость других известных металлических систем. Однако металлический магний отличается очень низкой скоростью гидрирования. Особенно трудно проходит процесс первичного гидрирования. Поверхность металла обычно покрыта тонким оксидным слоем, который является барьером для проникновения водорода в металл. Поэтому необходимо разрушить поверхностный оксидный слой при первом гидрировании (активировать материал), после чего последующее поглощение водорода происходит быстрее.Among metals, hydrogen storage one of the most promising is magnesium. MgH 2 hydride contains 7.6 wt.% Hydrogen, which exceeds the capacity of other known metal systems. However, magnesium metal has a very low hydrogenation rate. The process of primary hydrogenation is particularly difficult. The metal surface is usually coated with a thin oxide layer, which is a barrier to the penetration of hydrogen into the metal. Therefore, it is necessary to destroy the surface oxide layer during the first hydrogenation (to activate the material), after which the subsequent absorption of hydrogen occurs faster.
Известным способом активирования поверхности магния и других металлов является их выдержка в вакууме либо в водороде при высоких температурах. Например, в патенте США №3479165 отмечается, что для устранения поверхностных барьеров необходимо активировать магний при температуре 400-425°С и давлении водорода 1000 фунтов на квадратный дюйм (69 бар) в течение нескольких дней, чтобы получить 90% превращение в гидрид магния. Однако десорбция водорода из такого гидрида происходит лишь при высоких температурах и требует больших энергетических и временных затрат.A known method of activating the surface of magnesium and other metals is their exposure to vacuum or hydrogen at high temperatures. For example, in US Pat. No. 3,479,165, it is noted that in order to remove surface barriers, it is necessary to activate magnesium at a temperature of 400-425 ° C. and a hydrogen pressure of 1000 pounds per square inch (69 bar) for several days to obtain 90% conversion to magnesium hydride. However, hydrogen desorption from such a hydride occurs only at high temperatures and requires large energy and time expenditures.
Активация поверхности металла накопителя водорода может быть достигнута путем его обработки в вибрационной или планетарной мельнице в атмосфере водорода при комнатной температуре и атмосферном давлении. Гидрирование магния (или титана, циркония) в процессе обработки в мельнице (механической активации) в водороде происходит благодаря формированию свежих поверхностей металла, на которых идет диссоциация молекул водорода на атомы. Затем должна происходить диффузия водорода в глубь материала, но при комнатной температуре это происходит довольно медленно, и требуется создание новых свежих поверхностей для диссоциации очередной порции молекулярного водорода. В работе Y.Chen, J.S.Williams, J.Alloys Compounds 217 (1995) 181 показано, что механическая активация позволяет получать гидриды таких металлов, как титан, цирконий и магний. При механической активации порошка магния в водородной атмосфере практически весь порошок превращается в гидрид магния лишь после 47.5 часов обработки. Такое длительное время процесса неприемлемо с точки зрения практического использования вследствие высоких энергозатрат и износа измельчительного оборудования.The activation of the surface of the metal of the hydrogen storage can be achieved by processing it in a vibration or planetary mill in a hydrogen atmosphere at room temperature and atmospheric pressure. Hydrogenation of magnesium (or titanium, zirconium) during processing in a mill (mechanical activation) in hydrogen occurs due to the formation of fresh metal surfaces on which the dissociation of hydrogen molecules into atoms takes place. Then hydrogen should diffuse deep into the material, but at room temperature this happens rather slowly, and the creation of new fresh surfaces is required to dissociate another portion of molecular hydrogen. Y. Chen, J.S. Williams, J. Alloys Compounds 217 (1995) 181 showed that mechanical activation allows the production of hydrides of metals such as titanium, zirconium and magnesium. With the mechanical activation of magnesium powder in a hydrogen atmosphere, almost all of the powder is converted to magnesium hydride only after 47.5 hours of treatment. Such a long process time is unacceptable from the point of view of practical use due to the high energy consumption and wear of the grinding equipment.
Время, необходимое для образования гидрида магния, может быть сокращено, если механическую активацию проводить в присутствии катализатора. Известными катализаторами являются переходные 3d-металлы, такие как марганец, железо, кобальт, никель [патент США №4368143], а также оксиды металлов и некоторые соединения [M.Y.Song et al. Improvement in hydrogen sorption properties of Mg by reactive mechanical grinding with Cr3О3, Al2O3 and CeO2 // J. Alloys Compounds. 2002. V.340. P.256-262]. Гидрирование облегчается также при введении графита [Huot J., Tremblay M.-L., Schulz R. Synthesis of nanocrystalline hydrogen storage materials// J. Alloys Compounds. 2003. V.356-357. P.603-607]. Следует отметить, что чистые металлы начинают реагировать с магнием в процессе механообработки, а оксиды могут восстанавливаться и затем также вступать в реакцию, в результате чего количество действующего катализатора уменьшается. Следовательно, уменьшится и скорость гидрирования.The time required for the formation of magnesium hydride can be reduced if mechanical activation is carried out in the presence of a catalyst. Known catalysts are 3d transition metals such as manganese, iron, cobalt, nickel [US patent No. 4368143], as well as metal oxides and some compounds [MYSong et al. Improvement in hydrogen sorption properties of Mg by reactive mechanical grinding with Cr 3 O 3 , Al 2 O 3 and CeO 2 // J. Alloys Compounds. 2002. V.340. P.256-262]. Hydrogenation is also facilitated by the introduction of graphite [Huot J., Tremblay M.-L., Schulz R. Synthesis of nanocrystalline hydrogen storage materials // J. Alloys Compounds. 2003. V.356-357. P.603-607]. It should be noted that pure metals begin to react with magnesium during the machining process, and oxides can be reduced and then also react, as a result of which the amount of active catalyst decreases. Consequently, the hydrogenation rate will also decrease.
Известен способ получения гидрида магния путем гидрирования последнего водородом в среде органического растворителя в присутствии катализатора [а.с СССР №1109047]. Использование катализатора позволяет провести процесс гидрирования за 48 часов при температуре порядка 200°С. В то же время процесс гидрирования происходит лишь при высоких давлениях, 100-300 бар, что снижает безопасность и затрудняет использование данного метода.A known method of producing magnesium hydride by hydrogenation of the latter with hydrogen in an organic solvent in the presence of a catalyst [AS USSR No. 1109047]. The use of a catalyst allows the hydrogenation process to be carried out in 48 hours at a temperature of about 200 ° C. At the same time, the hydrogenation process occurs only at high pressures, 100-300 bar, which reduces safety and complicates the use of this method.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ гидрирования накопителя водорода - магния [патент США №6680042]. Способ заключается в механической активации материала под давлением водорода 1-4 бар при температуре около 300°С в присутствии активатора, такого как графит, и катализатора - 1% ванадия. Механическую активацию проводят в мельнице, включающей ступку, измельчительные шары и привод. Почти полного превращения магния в гидрид MgH2 удается достичь за время порядка 1 часа. Гидрирование достигается благодаря нагреву до Т=300°С, что ускоряет диффузию водорода в глубь материала. При этом в соответствии с условиями термодинамического равновесия в системе (Mg-MgH2) для достижения высокой концентрации водорода в материале необходимо повышение давления водорода до 4 бар.Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved result is a method of hydrogenation of a hydrogen storage device - magnesium [US patent No. 6680042]. The method consists in the mechanical activation of the material under a hydrogen pressure of 1-4 bar at a temperature of about 300 ° C in the presence of an activator, such as graphite, and a catalyst - 1% vanadium. Mechanical activation is carried out in a mill, including a mortar, grinding balls and a drive. The almost complete conversion of magnesium to hydride MgH 2 can be achieved in a time of the order of 1 hour. Hydrogenation is achieved by heating to T = 300 ° C, which accelerates the diffusion of hydrogen deep into the material. Moreover, in accordance with the conditions of thermodynamic equilibrium in the system (Mg-MgH 2 ), in order to achieve a high concentration of hydrogen in the material, an increase in hydrogen pressure to 4 bar is necessary.
Недостаток данного способа заключается в чрезвычайной технической сложности его реализации. Согласно техническому решению, изложенному в описании к патенту, механическая активация должна проводиться при температуре 300°С и давлении 4 бар. Для работы в таких условиях требуются специальные материалы как для мелющего оборудования, так и для уплотнителей. Нагретая ступка с водородом под высоким давлением представляет собой источник повышенной опасности, поскольку в случае разгерметизации прокладок может произойти взрыв водорода. Все эти недостатки делают известный способ практически неприменимым в промышленных условиях вследствие сложности его реализации и повышенной опасности. Нагрев ступки до 300°С требует также значительных энергозатрат.The disadvantage of this method is the extreme technical complexity of its implementation. According to the technical solution set forth in the description of the patent, mechanical activation should be carried out at a temperature of 300 ° C and a pressure of 4 bar. To work in such conditions, special materials are required both for grinding equipment and for gaskets. Heated mortar with hydrogen under high pressure is a source of increased danger, since in case of depressurization of the gaskets a hydrogen explosion can occur. All these disadvantages make the known method practically inapplicable in an industrial environment due to the complexity of its implementation and increased danger. Heating the mortar to 300 ° C also requires significant energy consumption.
В основу изобретения положена задача повышения безопасности и уменьшения энергозатрат при упрощении технологического процесса гидрирования и сохранении выхода целевого материала.The basis of the invention is to improve safety and reduce energy consumption while simplifying the hydrogenation process and maintaining the yield of the target material.
Поставленная задача решается тем, что в способе гидрирования материала накопителя водорода - магния, включающем механическую активацию магния при нагреве в атмосфере водорода в присутствии катализатора, согласно изобретению механическую активацию проводят при температуре 100-140°С и атмосферном давлении в течение 1-2 часов, а в качестве катализатора используют нанокристаллический порошок никеля или железа с размером частиц 3-10 нм, покрытых углеродом с толщиной углеродного покрытия 0,5-2 нм, при этом количество катализатора составляет 5-10% от общего количества магния и катализатора.The problem is solved in that in the method of hydrogenation of the material of the hydrogen storage medium - magnesium, including mechanical activation of magnesium when heated in a hydrogen atmosphere in the presence of a catalyst, according to the invention, mechanical activation is carried out at a temperature of 100-140 ° C and atmospheric pressure for 1-2 hours, and the catalyst used is nanocrystalline nickel or iron powder with a particle size of 3-10 nm, coated with carbon with a carbon coating thickness of 0.5-2 nm, while the amount of catalyst is 5-10% of bschego amount of magnesium and a catalyst.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Скорость диффузии водорода в заявляемом способе увеличена путем создания высокой концентрации атомарного водорода на поверхности магния. Это обусловлено особыми свойствами поверхности катализатора - нанокристаллического порошка никеля или железа (3d-металла) с углеродным покрытием. При этом в заявляемом способе имеет место более быстрое гидрирование магния при механической активации в водороде уже при незначительном повышении температуры (100-140°С), что позволяет использовать для гидрирования водород, находящийся при атмосферном давлении, в отличие от наиболее близкого технического решения.The diffusion rate of hydrogen in the inventive method is increased by creating a high concentration of atomic hydrogen on the surface of magnesium. This is due to the special properties of the surface of the catalyst - a nanocrystalline powder of nickel or iron (3d metal) with a carbon coating. Moreover, in the inventive method, there is a more rapid hydrogenation of magnesium upon mechanical activation in hydrogen even with a slight increase in temperature (100-140 ° C), which allows the use of hydrogen at atmospheric pressure for hydrogenation, in contrast to the closest technical solution.
Известно [Sheldon R.A., Downing R.S. Heterogeneous catalytic transformations for environmentally friendly production // Applied Catalysis A: General 1999. V.84. P.163-183], что чистая поверхность нанокристаллического порошка 3d-металла (в частности, никеля) является эффективным катализатором диссоциации молекул водорода на атомы. Однако при обычных условиях процесс диссоциации замедляется из-за присутствия окисной пленки на поверхности порошка 3d-металла. Поверхность же катализатора, используемого в предлагаемом способе, благодаря углеродному покрытию, не содержит окисной пленки и в то же время остается доступной для молекул водорода ввиду малости их размеров по сравнению с размерами молекул кислорода, вследствие чего молекулы водорода легко проникают сквозь поры углеродного покрытия. Попадая на такую чистую поверхность никеля или железа, молекулы водорода диссоциируют на атомы, а затем, благодаря интенсивному перемешиванию при механической активации, вступают в контакт с поверхностью исходного материала - магния и в диссоциированном состоянии могут быстро диффундировать в глубь частиц этого материала, образуя затем его гидрид. Именно высокая скорость диссоциации водорода на поверхности катализатора создает высокий градиент концентрации атомарного водорода, что, в свою очередь, приводит к более быстрой диффузии водорода в глубь магния, чем при обычной механической активации, проводимой с другими катализаторами.Known [Sheldon R.A., Downing R.S. Heterogeneous catalytic transformations for environmentally friendly production // Applied Catalysis A: General 1999. V.84. P.163-183] that the clean surface of a nanocrystalline powder of 3d metal (in particular, nickel) is an effective catalyst for the dissociation of hydrogen molecules into atoms. However, under ordinary conditions, the dissociation process slows down due to the presence of an oxide film on the surface of the 3d metal powder. Due to the carbon coating, the surface of the catalyst used in the proposed method does not contain an oxide film and at the same time remains accessible to hydrogen molecules due to their small size compared to the size of oxygen molecules, as a result of which hydrogen molecules easily penetrate the pores of the carbon coating. Having fallen onto such a clean surface of nickel or iron, hydrogen molecules dissociate into atoms, and then, due to intensive mixing during mechanical activation, come into contact with the surface of the starting material — magnesium, and in the dissociated state they can quickly diffuse deep into the particles of this material, then forming it hydride. It is the high dissociation rate of hydrogen on the surface of the catalyst that creates a high concentration gradient of atomic hydrogen, which, in turn, leads to faster diffusion of hydrogen into the interior of magnesium than with conventional mechanical activation with other catalysts.
Кроме того, было установлено, что скорость гидрирования довольно резко увеличивается при повышении температуры всего до 100-140°С. Это обусловлено увеличением скорости диссоциации молекулярного водорода на катализаторе, так как без катализатора скорость гидрирования магния при повышении температуры до 140°С остается низкой - не более 5% за 3 часа механоактивации. Такой умеренный нагрев и обеспечивает более высокую безопасность процесса гидрирования, поскольку при 100-140°С в соответствии с термодинамическими параметрами системы (Mg-MgH2) гидрирование может идти при обычном (атмосферном) давлении.In addition, it was found that the hydrogenation rate increases quite sharply with increasing temperature to only 100-140 ° C. This is due to an increase in the rate of dissociation of molecular hydrogen on the catalyst, since without the catalyst the rate of hydrogenation of magnesium remains low with increasing temperature to 140 ° C - not more than 5% after 3 hours of mechanical activation. Such moderate heating provides a higher safety of the hydrogenation process, since at 100-140 ° C, in accordance with the thermodynamic parameters of the system (Mg-MgH 2 ), hydrogenation can proceed at normal (atmospheric) pressure.
Таким образом, в заявляемом техническом решении при механической активации не требуется использование высокой температуры и давления, что обеспечивает повышение безопасности и уменьшает энергозатраты при упрощении технологического процесса и сохранении выхода целевого продукта.Thus, in the claimed technical solution during mechanical activation does not require the use of high temperature and pressure, which provides increased safety and reduces energy consumption while simplifying the process and maintaining the yield of the target product.
Способ осуществляли следующим образом.The method was carried out as follows.
Механическую активацию проводили с помощью шаровой вибромельницы собственного изготовления. При изготовлении мелющего оборудования и уплотнителей использовались традиционные дешевые материалы. Объем ступки составлял 110 мл, количество шаров - 6 шт., вес каждого шара - около 30 г. Ступка и шары были стальными. В ступку загружался порошок магния в количестве от 1,375 до 1,425 г с размером частиц 100-200 мкм и катализатор в количестве от 0,075 до 0,15 г. В качестве катализатора использовали нанокристаллический порошок никеля с размером частиц 3-10 нм, покрытый углеродом с толщиной покрытия 0,5-2 нм.Mechanical activation was carried out using a self-made ball mill. In the manufacture of grinding equipment and seals used traditional cheap materials. The volume of the mortar was 110 ml, the number of balls was 6 pcs., The weight of each ball was about 30 g. The mortar and balls were steel. Magnesium powder was loaded into the mortar in an amount of from 1.375 to 1.425 g with a particle size of 100-200 μm and a catalyst in an amount of from 0.075 to 0.15 g. Nanocrystalline nickel powder with a particle size of 3-10 nm coated with carbon with a thickness was used as a catalyst coatings of 0.5-2 nm.
Затем ступку вакуумировали и заполняли водородом под давлением 0,2-1 бар. После этого к ступке подсоединяли резервуар с водородом объемом, достаточным для полного гидрирования 1,5 г магния (при давлении 1 бар - 2 л). Механическую активацию проводили с одновременным нагревом ступки до Т=100-140°С. В результате время гидрирования составляло 1-2 часа, а степень превращения Mg-MgH2 составляла 87-95%.Then the mortar was evacuated and filled with hydrogen under a pressure of 0.2-1 bar. After that, a reservoir with a hydrogen volume sufficient for complete hydrogenation of 1.5 g of magnesium (at a pressure of 1 bar - 2 l) was connected to the mortar. Mechanical activation was carried out with simultaneous heating of the mortar to T = 100-140 ° C. As a result, the hydrogenation time was 1-2 hours, and the degree of conversion of Mg-MgH 2 was 87-95%.
Пример 1. 1,425 г порошка магния с 0,075 г порошка Ni-C (5%) с размером частиц 3-10 нм с толщиной углеродного покрытия 0,5 нм механически активировали в атмосфере водорода при Т=100°С. После 2 часов механической активации степень превращения Mg→MgH2 составила 87%.Example 1. 1.425 g of magnesium powder with 0.075 g of Ni-C powder (5%) with a particle size of 3-10 nm with a carbon coating thickness of 0.5 nm was mechanically activated in a hydrogen atmosphere at T = 100 ° C. After 2 hours of mechanical activation, the degree of conversion of Mg → MgH 2 was 87%.
Пример 2. 1,425 г порошка магния с 0,075 г порошка Ni-C (5%) с размером частиц 3-10 нм с толщиной углеродного покрытия 1 нм механически активировали в атмосфере водорода при Т=140°С. После 1,5 часов механической активации степень превращения Mg→MgH2 составила 95%.Example 2. 1.425 g of magnesium powder with 0.075 g of Ni-C powder (5%) with a particle size of 3-10 nm with a carbon coating thickness of 1 nm was mechanically activated in a hydrogen atmosphere at T = 140 ° C. After 1.5 hours of mechanical activation, the degree of conversion of Mg → MgH 2 was 95%.
Пример 3. 1,375 г порошка магния с 0,15 г порошка Ni-C (10%) с размером частиц 3-10 нм с толщиной углеродного покрытия 2 нм механически активировали в атмосфере водорода при Т=140°С. После 1 часа механической активации степень превращения Mg→MgH2 составила 95%.Example 3. 1.375 g of magnesium powder with 0.15 g of Ni-C powder (10%) with a particle size of 3-10 nm with a carbon coating thickness of 2 nm was mechanically activated in a hydrogen atmosphere at T = 140 ° C. After 1 hour of mechanical activation, the degree of conversion of Mg → MgH 2 was 95%.
Пример 4. 1,425 г порошка магния с 0,075 г порошка Fe-C (5%) с размером частиц 3-10 нм с толщиной углеродного покрытия 2 нм механически активировали в атмосфере водорода при Т=140°С. После 2 часов механической активации степень превращения Mg→MgH2 составила 94%.Example 4. 1.425 g of magnesium powder with 0.075 g of Fe-C powder (5%) with a particle size of 3-10 nm with a carbon coating thickness of 2 nm was mechanically activated in a hydrogen atmosphere at T = 140 ° C. After 2 hours of mechanical activation, the degree of conversion of Mg → MgH 2 was 94%.
Каталитический эффект создается благодаря особому состоянию поверхности частиц никеля или железа, защищенной от окисления на воздухе углеродным покрытием. Как видно из приведенных выше примеров, количество катализатора должно составлять 5-10% от общего количества исходного материала, а время механической активации в атмосфере водорода - 1-2 часа. При использовании 5% катализатора Ni-C степень превращения Mg→MgH2 составила 95%, а для 5% Fe-C - 94%. При увеличении количества катализатора, несмотря на более высокую скорость превращения Mg→MgH2, интегральное содержание водорода будет уменьшаться из-за уменьшения количества магния. Увеличение времени механической активации свыше 1-2 часов также нецелесообразно, так как за указанное время процесс гидрирования проходит достаточно полно.The catalytic effect is created due to the special state of the surface of the particles of nickel or iron, protected from oxidation in air by carbon coating. As can be seen from the above examples, the amount of catalyst should be 5-10% of the total amount of the starting material, and the time of mechanical activation in a hydrogen atmosphere is 1-2 hours. When using a 5% Ni-C catalyst, the Mg → MgH 2 conversion was 95%, and for 5% Fe-C it was 94%. With an increase in the amount of catalyst, despite the higher conversion rate of Mg → MgH 2 , the integral hydrogen content will decrease due to a decrease in the amount of magnesium. An increase in the time of mechanical activation over 1-2 hours is also impractical, since the hydrogenation process is quite complete in the indicated time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145464/15A RU2359901C1 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Method of magnesium hydrogenation for hydrogen accumulators |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145464/15A RU2359901C1 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Method of magnesium hydrogenation for hydrogen accumulators |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2359901C1 true RU2359901C1 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007145464/15A RU2359901C1 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Method of magnesium hydrogenation for hydrogen accumulators |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359901C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675882C2 (en) * | 2016-12-21 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) | Hydrogen-accumulating materials and method for production thereof |
| CN109305875A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-05 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of synthetic method of naphthene-based compounds |
| RU2686898C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-05-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" | Method of producing magnesium hydride for chemical generator of hydrogen |
-
2007
- 2007-12-10 RU RU2007145464/15A patent/RU2359901C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2675882C2 (en) * | 2016-12-21 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) | Hydrogen-accumulating materials and method for production thereof |
| CN109305875A (en) * | 2017-07-28 | 2019-02-05 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of synthetic method of naphthene-based compounds |
| CN109305875B (en) * | 2017-07-28 | 2021-08-06 | 中国石油化工股份有限公司 | Synthesis method of naphthenic compound |
| RU2686898C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-05-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" | Method of producing magnesium hydride for chemical generator of hydrogen |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Highly active ruthenium catalyst supported on barium hexaaluminate for ammonia decomposition to CO x-free hydrogen | |
| CN111892017B (en) | Method for preparing high-purity high-pressure hydrogen from organic liquid | |
| JP6556695B2 (en) | Ammonia synthesis catalyst and ammonia synthesis method | |
| Li et al. | Dehydrogenation improvement of LiAlH4 catalyzed by Fe2O3 and Co2O3 nanoparticles | |
| JPS62216901A (en) | Cryogenic storage method and device for hydrogen by carbon for assisting metal | |
| Kojima et al. | Hydrogen generation by hydrolysis reaction of magnesium hydride. | |
| Verma et al. | Recent strategies for enhancing the catalytic activity of CO2 hydrogenation to formate/formic acid over Pd-based catalyst | |
| US20050148466A1 (en) | Compositions and methods for hydrogen storage and recovery | |
| CN110155940B (en) | Magnesium-based hydrogen storage material capable of absorbing hydrogen at room temperature and preparation method thereof | |
| CN102418018B (en) | Nano-magnesium-based hydrogen storage material and preparation method thereof | |
| CN1752252A (en) | Nano Mg base composite material, preparing process and use thereof | |
| US20100247424A1 (en) | Hydrogen storage in nanoporous inorganic networks | |
| RU2359901C1 (en) | Method of magnesium hydrogenation for hydrogen accumulators | |
| Zhang et al. | Engineering the oxygen vacancies in Na2Ti3O7 for boosting its catalytic performance in MgH2 hydrogen storage | |
| CN113908818A (en) | Transition metal monoatomic catalyst and preparation method and application thereof | |
| RU2333150C1 (en) | Method of hydrogenation of material-accumulator of hydrogen-magnesium or titanium | |
| Congwen et al. | Mechanochemical synthesis of the α-AlH3/LiCl nano-composites by reaction of LiH and AlCl3: Kinetics modeling and reaction mechanism | |
| Mazlan et al. | Reinforce the dehydrogenation process of LiAlH4 by accumulating porous activated carbon | |
| RU2748974C1 (en) | Nickel-containing carbon-graphene hydrogenation catalyst and method for its preparation | |
| Zhou et al. | Effects of REF3 (RE= Y, La, Ce) additives on dehydrogenation properties of LiAlH4 | |
| RU2686898C1 (en) | Method of producing magnesium hydride for chemical generator of hydrogen | |
| CN111515405A (en) | Preparation method of magnesium-based nano composite hydrogen storage material | |
| Juahir et al. | Hydrogen storage properties of 4MgH2–Li3AlH6 composite improved by the addition of K2TiF6 | |
| JP4793900B2 (en) | Hydrogen storage material and method for producing the same | |
| Mateti et al. | Nanomaterials enhancing the solid-state storage and decomposition of ammonia |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111211 |