RU2410325C2 - Aluminium-based composite material for producing hydrogen and preparation method thereof - Google Patents
Aluminium-based composite material for producing hydrogen and preparation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410325C2 RU2410325C2 RU2007148837/05A RU2007148837A RU2410325C2 RU 2410325 C2 RU2410325 C2 RU 2410325C2 RU 2007148837/05 A RU2007148837/05 A RU 2007148837/05A RU 2007148837 A RU2007148837 A RU 2007148837A RU 2410325 C2 RU2410325 C2 RU 2410325C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- aluminium
- composite material
- additives
- composite
- 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
- 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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям энергетики и экологии. По данному изобретению получают композит на основе алюминия, предназначенный для получения водорода при реакции с водой. При этом полученный водород используют в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и на транспорте, как альтернативное топливо. Известен способ производства водорода при использовании энергоаккумулирующих веществ (ЭАВ), выделяющих энергию при химическом взаимодействии с водой [Варшавский И.Л. Энергоаккумулирующие вещества и их использование. - Киев: Наукова думка, 1980. - С.79-105 с.].The invention relates to the fields of energy and ecology. According to this invention, an aluminum-based composite is prepared for producing hydrogen by reaction with water. Moreover, the resulting hydrogen is used in various sectors of the economy, including transport, as an alternative fuel. A known method for the production of hydrogen using energy storage substances (EAS), emitting energy during chemical interaction with water [Warsaw I. Energy storage substances and their use. - Kiev: Naukova Dumka, 1980. - S.79-105 p.].
Наиболее близким аналогом изобретения по пункту 1 композита на основе алюминия является изобретение «Способ получения водорода». / Булашевич Е.А. и др. SU 111165, МПК С01В 3/08, опубликованное 01.01.1957. В нем для получения водорода используют смесь из алюминия, щелочи и воды. Однако у этого способа при использовании этих составляющих недостаточная скорость реакции, к тому же способ не подразумевает использование в промышленных маштабах, так как реакция проводится в колбе. Для способа по пункту 2 прототипом является изобретение «Сплав на основе алюминия для генерирования водорода. Способ его получения и генератор водорода» /B.C.Терещук. - Патент РФ №2253606, МПК С01В 3/08. Опубл. 2005, Бюл. №16.]. Способ заключается в получении водорода из сплава алюминия, обезвоженного гидроксида щелочного металла и меди в газогенераторе. Недостатками данного изобретения является необходимость создания специальной защитной атмосферы, трудоемкость процесса и большие энергозатраты.The closest analogue of the invention to paragraph 1 of an aluminum-based composite is the invention “Method for the production of hydrogen”. / Bulashevich E.A. et al. SU 111165, IPC С01В 3/08, published on January 1, 1957. It uses a mixture of aluminum, alkali and water to produce hydrogen. However, when using these components, this method has an insufficient reaction rate, moreover, the method does not imply use on an industrial scale, since the reaction is carried out in a flask. For the method according to paragraph 2, the prototype is the invention "Alloy based on aluminum to generate hydrogen. The method of its production and hydrogen generator ”/ B.C. Tereshchuk. - RF patent №2253606, IPC С01В 3/08. Publ. 2005, Bull. No. 16.]. The method consists in producing hydrogen from an aluminum alloy, anhydrous alkali metal hydroxide and copper in a gas generator. The disadvantages of this invention is the need to create a special protective atmosphere, the complexity of the process and high energy consumption.
Задачей настоящего изобретения является разработка оптимального композита для ускорения прохождения реакции и более простого, дешевого способа получения водорода, в том числе в промышленных маштабах, а также расширение арсенала средств.The objective of the present invention is to develop the optimal composite to accelerate the reaction and a simpler, cheaper way to produce hydrogen, including on an industrial scale, as well as expanding the arsenal of tools.
Раскрытие изобретения (сущность изобретения)SUMMARY OF THE INVENTION (SUMMARY OF THE INVENTION)
По химическому составу предлагаемый композит сходен со сплавом прототипа [Патент РФ №2253606] и смесью SU 111165.The chemical composition of the proposed composite is similar to the prototype alloy [RF Patent No. 2253606] and the mixture SU 111165.
Однако в настоящем изобретении, в отличие от SU 111165, испозуются добавки меди, кремния и магния для улучшения скорости реакции. Так, добавка меди создает гальваническую пару с алюминием, вследствие чего возникает электрический потенциал и увеличивается скорость протекания реакции. Добавки магния и кремния также ускоряют процесс в результате возникновения очагов коррозии композита. При возникновении очагов коррозии внутри композита, они начинают «разрывать» композит изнутри, что еще больше увеличивает площадь реакции. Кроме того, выбрано оптимальное процентное соотношение компонентов реакции. Все это в сумме увеличивает выход реакции,However, in the present invention, unlike SU 111165, additives of copper, silicon and magnesium are used to improve the reaction rate. Thus, the addition of copper creates a galvanic pair with aluminum, as a result of which an electric potential arises and the reaction rate increases. Magnesium and silicon additives also accelerate the process as a result of foci of corrosion of the composite. When foci of corrosion occur inside the composite, they begin to “tear” the composite from the inside, which further increases the reaction area. In addition, the optimal percentage of reaction components was selected. All this in total increases the reaction yield,
В отличие от способа, описанного в патенте РФ №2253606, преимущество настоящего изобретения заключается в том, что используются отходы механической обработки в виде стружки, порошка, опилок из алюминия любой марки или его сплавов желательно с содержанием А1 не менее 85% (имеется в виду силумин, АМГ и т.п.) в весовом количестве в композите А1 или его сплава не менее 90%, что снижает себестоимость такого материала.In contrast to the method described in RF patent No. 2253606, an advantage of the present invention is that mechanical waste is used in the form of chips, powder, sawdust from aluminum of any grade or its alloys, preferably with an A1 content of at least 85% (meaning silumin, AMG, etc.) in a weight quantity in composite A1 or its alloy is not less than 90%, which reduces the cost of such a material.
Второе преимущество в отличие от прототипа заключается в том, что композит изготовляется не методом плавления в индукционной печи, а методом глухого прессования с предварительным перемешиванием его составляющих, что значительно упрощает изготовление такого материала по сравнению с процессом плавки, предусмотренным в прототипе.The second advantage, in contrast to the prototype, is that the composite is made not by melting in an induction furnace, but by the method of press pressing with preliminary mixing of its components, which greatly simplifies the manufacture of such material compared to the melting process provided for in the prototype.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Используется композит на основе алюминия, предназначенный для производства водорода, включающий алюминий или его сплав, содержащий не менее 85% алюминия, в виде гранул, порошка или отходов механической обработки любой марки алюминия: опилок, стружки в весовом количестве не менее 90%, обезвоженный гидроксид щелочного металла, разрушающий оксидную пленку при взаимодействии с водой, а также добавки меди, кремния, магния до 6%, так, чтобы этот композит содержал эти добавки вместе со щелочью в сумме до 10%. Композит образует смесь, предназначенную для последующего компартирования.An aluminum-based composite is used for the production of hydrogen, including aluminum or its alloy containing at least 85% aluminum, in the form of granules, powder or mechanical waste of any type of aluminum: sawdust, shavings in a weight quantity of at least 90%, dehydrated hydroxide alkali metal, which destroys the oxide film when interacting with water, as well as additives of copper, silicon, magnesium up to 6%, so that this composite contains these additives together with alkali in the amount of up to 10%. The composite forms a mixture intended for subsequent compartmentalization.
Способ изготовления композита осуществляется следующим образом.A method of manufacturing a composite is as follows.
Взвешиваются компоненты композита в вышеуказанном соотношении. Например, смешивается алюминий в виде отходов механической обработки любой марки алюминия: опилок в весовом количестве 91% в миксере с обезвоженным гидроксидом щелочного металла, например NaOH, разрушающим оксидную пленку при взаимодействии с водой, в весовом количестве 6% и с добавками меди, магния и кремния в весовом количестве 3%. Смешение алюминия или его сплава с сухой щелочью и добавками ведут в миксере. Полученную смесь прессуют методом глухого прессования в жестком контейнере при давлении не менее 650÷700 МПа пуансоном, совершающим одновременно поступательное и вращательное движение.The components of the composite are weighed in the above ratio. For example, aluminum is mixed in the form of mechanical waste of any type of aluminum: sawdust in a weight quantity of 91% in a mixer with dehydrated alkali metal hydroxide, for example NaOH, which destroys the oxide film when interacting with water, in a weight quantity of 6% and with the addition of copper, magnesium and silicon in a weight amount of 3%. The mixture of aluminum or its alloy with dry alkali and additives is carried out in a mixer. The resulting mixture is pressed by pressing in a rigid container at a pressure of at least 650 ÷ 700 MPa with a punch that simultaneously performs translational and rotational motion.
Для снижения давления при прессовании с целью достижения коэффициента уплотнения 100% штамп может быть снабжен нагревательным устройством с возможностью нагрева 250÷650°С.To reduce the pressure during pressing in order to achieve a compaction coefficient of 100%, the stamp can be equipped with a heating device with the possibility of heating 250 ÷ 650 ° C.
Указанные отличия от прототипов обеспечивают следующие преимущества:These differences from the prototypes provide the following advantages:
1. В композиции испозуются добавки меди, кремния и магния для улучшения скорости реакции. Так, добавка меди создает гальваническую пару с алюминием, вследствие чего возникает электрический потенциал и увеличивается скорость протекания реакции. Добавки магния и кремния также ускоряют процесс в результате возникновения очагов коррозии композита. При возникновении очагов коррозии внутри композита они начинают «разрывать» композит изнутри, что еще больше увеличивает площадь реакции. Кроме того, выбрано оптимальное процентное соотношение компонентов реакции. Все это в сумме увеличивает выход реакции.1. Copper, silicon and magnesium additives are added to the composition to improve the reaction rate. Thus, the addition of copper creates a galvanic pair with aluminum, as a result of which an electric potential arises and the reaction rate increases. Additives of magnesium and silicon also accelerate the process as a result of foci of corrosion of the composite. When foci of corrosion occur inside the composite, they begin to “tear” the composite from the inside, which further increases the reaction area. In addition, the optimal percentage of reaction components was selected. All this in total increases the yield of the reaction.
2. Используются различные промышленные отходы при обработке А1 и его сплавов, что значительно удешевляет изготовление композитов для получения водорода.2. Various industrial wastes are used in the processing of A1 and its alloys, which significantly reduces the cost of manufacturing composites for hydrogen production.
3. Не требуется создание специальной защитной атмосферы, что также удешевляет процесс изготовления композитов.3. It is not required to create a special protective atmosphere, which also reduces the cost of the manufacturing process of composites.
4. Данный способ позволяет смешивать любые компоненты и в любом сочетании в процентном отношении, т.к. при плавке это является серьезным препятствием, не позволяющем, например, сделать сплав А1 с натрием, что относится в металлургии к классу несмешивающихся компонентов (НК).4. This method allows you to mix any components and in any combination in percentage terms, because during smelting, this is a serious obstacle preventing, for example, making alloy A1 with sodium, which in metallurgy belongs to the class of immiscible components (NC).
Таким образом, заявленный способ и композицию можно с успехом внедрить дня генерирования водорода.Thus, the claimed method and composition can be successfully implemented day hydrogen generation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007148837/05A RU2410325C2 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Aluminium-based composite material for producing hydrogen and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007148837/05A RU2410325C2 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Aluminium-based composite material for producing hydrogen and preparation method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007148837A RU2007148837A (en) | 2009-07-10 |
RU2410325C2 true RU2410325C2 (en) | 2011-01-27 |
Family
ID=41045243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007148837/05A RU2410325C2 (en) | 2007-12-29 | 2007-12-29 | Aluminium-based composite material for producing hydrogen and preparation method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410325C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478726C1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-04-10 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран | Charge to produce composite based on aluminium for production of hydrogen |
WO2015012710A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Хайтриб Корпорейшн Гмбх | Car run on hydrogen without hydrogen on board |
RU2544652C2 (en) * | 2013-07-30 | 2015-03-20 | Степан Георгиевич Тигунцев | Hydrogen generation method |
-
2007
- 2007-12-29 RU RU2007148837/05A patent/RU2410325C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478726C1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-04-10 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Ран | Charge to produce composite based on aluminium for production of hydrogen |
WO2015012710A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Хайтриб Корпорейшн Гмбх | Car run on hydrogen without hydrogen on board |
US10260459B2 (en) | 2013-07-22 | 2019-04-16 | HyTRIB Corporation, GmbH | Hydrogen motor vehicle without hydrogen on board |
RU2544652C2 (en) * | 2013-07-30 | 2015-03-20 | Степан Георгиевич Тигунцев | Hydrogen generation method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007148837A (en) | 2009-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ho et al. | Enhancement of hydrogen generation using waste aluminum cans hydrolysis in low alkaline de-ionized water | |
Tayeh et al. | Production of hydrogen from magnesium hydrides hydrolysis | |
Liu et al. | Hydrogen generation by hydrolysis of Al–Li–Bi–NaCl mixture with pure water | |
Kumar et al. | An overview on activation of aluminium-water reaction for enhanced hydrogen production | |
Liu et al. | Microstructure characteristics and hydrolysis mechanism of Mg–Ca alloy hydrides for hydrogen generation | |
Liu et al. | Improved hydrogen generation from the hydrolysis of aluminum ball milled with hydride | |
Chen et al. | Hydrogen generation from splitting water with Al–Bi (OH) 3 composite promoted by NaCl | |
CN104498746B (en) | Method for preparing Al-5Ti-1B-1(La+Ce) intermediate alloy grain refiner having different content of lanthanum and cerium | |
CN102009950B (en) | Aluminium-based compound capable of having hydrolysis reaction under neutral and normal temperature conditions to produce hydrogen and preparation method thereof | |
Zou et al. | Preparation and characterization of hydro-reactive Mg–Al mechanical alloy materials for hydrogen production in seawater | |
CN105130447B (en) | Binding agent, polycrystalline cubic boron nitride cutting tool and preparation method thereof | |
RU2012156888A (en) | COMPOUND POWDER OF THE TITANIUM ALLOYS CONTAINING COPPER POWDER, CHROME POWDER OR IRON POWDER; MATERIAL OF TITANIUM ALLOY CONSISTING OF SUCH POWDER AND METHOD FOR PRODUCING IT | |
Su et al. | Thermodynamics, kinetics and reaction mechanism of hydrogen production from a novel Al alloy/NaCl/g-C3N4 composite by low temperature hydrolysis | |
Jiang et al. | Controllable hydrolysis performance of MgLi alloys and their hydrides | |
RU2410325C2 (en) | Aluminium-based composite material for producing hydrogen and preparation method thereof | |
López-Miranda et al. | Hydrogen generation by aluminum hydrolysis using the Fe2Al5 intermetallic compound | |
Hong et al. | Rate enhancement of hydrogen generation through the reaction of magnesium hydride with water by MgO addition and ball milling | |
Naseem et al. | Promoting hydrogen generation via co-hydrolysis of Al and MgH2 catalyzed by Mo and B2O3 | |
Song et al. | Hydrogen Storage Characteristics of Metal Hydro-Borate and Transition Element-Added Magnesium Hydride | |
CN102634714A (en) | Copper-added magnesium-aluminum hydrogen storage alloy and preparation method thereof | |
CN111943140B (en) | Process for preparing borohydride salts | |
Naseem et al. | Promoting Al hydrolysis via MgH2 and NaOH addition | |
Liu et al. | Reaction synthesis of TiSi2 and Ti5Si3 by ball-milling and shock loading and their photocatalytic activities | |
Gai et al. | Clarification of activation mechanism in oxide-modified aluminum | |
Umeda et al. | Powder forming process from machined titanium chips via heat treatment in hydrogen atmosphere |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121230 |