RU2571131C1 - Сплав для получения водорода на основе алюминия - Google Patents
Сплав для получения водорода на основе алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571131C1 RU2571131C1 RU2014126730/05A RU2014126730A RU2571131C1 RU 2571131 C1 RU2571131 C1 RU 2571131C1 RU 2014126730/05 A RU2014126730/05 A RU 2014126730/05A RU 2014126730 A RU2014126730 A RU 2014126730A RU 2571131 C1 RU2571131 C1 RU 2571131C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- aluminum
- aluminium
- lanthanum
- powder
- 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
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения водорода. Сплав для получения водорода на основе алюминия и добавки, разрушающей окисную пленку алюминия при взаимодействии с водой, содержит в качестве добавки лантан при следующем соотношении компонентов: лантан- 1,5÷3,0 мас.%, алюминий - остальное. Изобретение позволяет получить сплав, характеризующийся простым составом наряду с высокой полнотой газовыделения. 3 пр.
Description
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения водорода.
Известна гидрореагирующая композиция для получения водорода, содержащая алюминий и активирующий сплав из группы металлов: галлий, индий, олово и цинк при следующем соотношении компонентов, масс.%: индий 10-40: олово 1-40; цинк 1-20; галлий - остальное, причем алюминий и активирующий сплав входят в состав композиции при следующем соотношении компонентов, масс.%: активирующий сплав 1-10; алюминий - остальное (патент RU 2394753, МПК C01B 3/08, 2010 г.). Известная композиция обеспечивает высокий выход выделившегося водорода (в пересчете на металлический алюминий 98-98,5%).
Однако известная композиция имеет недостатки: ухудшение реакционных свойств с течением времени при хранении на воздухе, многостадийность получения.
Известен сплав на основе алюминия для генерирования водорода (патент RU 2253606, МПК C01B 3/08, 2005 г.) на основе алюминия и в качестве добавки обезвоженного гидроксида щелочного металла (натрия, лития или калия) в весовом количестве до 10% или обезвоженного гидроксида щелочного металла и медь до 5% так, чтобы в сумме этот сплав содержал эти добавки до 10% (прототип).
Недостатками известного сплава на основе алюминия для генерирования водорода являются его сложный состав с использованием гидроксида щелочного металла, высокая энергоемкость и технологическая трудоемкость его получения, при этом полнота газовыделения по сравнению с теоретической не достигает максимальной величины и составляет 92%.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать простой по составу сплав для получения водорода, характеризующийся наряду с этим высокой полнотой газовыделения.
Поставленная задача решена в составе сплава для получения водорода на основе алюминия и добавки, разрушающей окисную пленку алюминия при взаимодействии с водой, который в качестве добавки содержит лантан, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
лантан | 1,5÷3,0 |
алюминий | остальное. |
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен сплав для получения водорода предлагаемого состава, содержащий компоненты в предлагаемых интервалах значений.
Авторами были проведены исследования по определению оптимального состава сплава, в частности авторами экспериментально установлено (методом РФЭС) наличие значительной сегрегации лантана на поверхности алюминиевых порошков. Лантан также является и слабо снижающим поверхностное натяжение алюминия элементом, при этом наиболее активно из ряда РЗМ взаимодействует с водой. Высокая поверхностная и химическая активность лантана позволяет активизировать процесс окисления в воде порошков на основе алюминия, наличие щелочной среды приводит к разрушению оксидной пленки и ускорению выделения водорода, а также к повышению полноты протекания процесса (степени превращения), практически до полного окисления металла. Экспериментальным путем авторами установлены пределы количественного содержания добавки, оказывающие влияние на получения положительного технического результата. Так, при содержании добавки менее 1,5 масс. % наблюдается снижение гидрореакционной активности алюминиевого сплава. Содержание добавки в количестве 1,5-3,0 масс. % обеспечивает оптимальную концентрацию ее на поверхности порошка сплава и тем самым достигается наибольшая активность при взаимодействии с водой. Дальнейшее увеличение содержания более 3 масс. % является нецелесообразным и не увеличивает выход водорода.
Предлагаемый порошок сплава может быть получен методом газоплазменной переконденсации. При получении использован замкнутый газовый цикл. Предварительно систему вакуумируют до остаточного давления 5. 10-3 мм рт. ст. и заполняют инертным газом (аргоном). В качестве реактора используют плазменный испаритель-конденсатор ИК-150.
Режимы обработки следующие: электрическая мощность реактора - 15-25 кВт (I - 90 A, U - 180-250 В); расход технологического газа: в дозатор сырья - 3 нм3/ч, в закалочный узел - 7 нм3/ч, в вихревую камеру - 15 нм3/ч; расход сырья - 0,2 кг/ч. Исходное сырье (порошок алюминия с лантаном) загружают в дозатор, затем из дозатора подают в реактор пневмотранспортным способом, используя поток технологического газа. При этом образовавшийся в дозаторе аэрозоль через узел ввода подают в зону электрического разряда реактора. В реакторе при температуре 5000-6000°C происходит испарение порошка. На выходе из высокотемпературной зоны полученную парогазовую смесь резко охлаждают газовыми струями для создания условий конденсации. Затем аэрозоль с температурой 100-200°C подают в холодильник, где охлаждают до температуры 60-80°C. После конденсации получают порошок. Крупные частицы отделяют от ультрадисперсных частиц в классификаторе инерционного типа, улавливание ультрадисперсных частиц осуществляют рукавным тканевым фильтром. Получают ультрадисперсный порошок с размером частиц менее 300 нм. Из фильтра ультрадисперсные частицы выгружают в инертной атмосфере (в боксе) в герметично закрываемую тару или перемещают в систему микрокапсулирования, где на поверхность частиц наносят защитный слой, предохраняющий их от внешних воздействий при контакте с воздухом. Удельную поверхность полученного порошка сплава определяют, например, методом тепловой десорбции аргона. При использовании предлагаемого сплава для получения водорода наряду с водородом получают гидроксиды соответствующих металлов, которые могут быть использованы, например, в качестве сорбентов, носителей каталитических систем.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие получение сплава предлагаемого состава.
Пример 1. Порошковый сплав, содержащий 98,5 г (98,5 масс. %) алюминия и 1,5 г (1,5 масс. %) лантана загружают в дозатор, затем из дозатора подают в реактор пневмотранспортным способом, используя поток технологического газа. При этом образовавшийся в дозаторе аэрозоль через узел ввода подают в зону электрического разряда реактора. В реакторе при температуре 5000°C происходит испарение порошка. На выходе из высокотемпературной зоны полученную парогазовую смесь резко охлаждают газовыми струями для создания условий конденсации. Затем аэрозоль с температурой 200°C подают в холодильник, где охлаждают до температуры 80°C. После конденсации получают порошок. Крупные частицы отделяют от ультрадисперсных частиц в классификаторе инерционного типа, улавливание ультрадисперсных частиц осуществляют рукавным тканевым фильтром. Из фильтра ультрадисперсные частицы выгружают в инертной атмосфере (в боксе) в герметично закрываемую тару. Удельная поверхность полученного порошка сплава равна 27 м2/г.
Пример 2. Порошковый сплав, содержащий 97,0 г (97,0 масс. %) алюминия, 3,0 г (3,0 масс. %) лантана загружают в дозатор, затем из дозатора подают в реактор пневмотранспортным способом, используя поток технологического газа. При этом образовавшийся в дозаторе аэрозоль через узел ввода подают в зону электрического разряда реактора. В реакторе при температуре 5000°C происходит испарение порошка. На выходе из высокотемпературной зоны полученную парогазовую смесь резко охлаждают газовыми струями для создания условий конденсации. Затем аэрозоль с температурой 100°C подают в холодильник, где охлаждают до температуры 60°C. После конденсации получают порошок. Крупные частицы отделяют от ультрадисперсных частиц в классификаторе инерционного типа, улавливание ультрадисперсных частиц осуществляют рукавным тканевым фильтром. Из фильтра ультрадисперсные частицы выгружают в инертной атмосфере (в боксе) в герметично закрываемую тару, где на поверхность частиц наносят защитный слой, предохраняющий их от внешних воздействий при контакте с воздухом. Удельная поверхность полученного порошка сплава равна 13 м2/г.
Способ применения предлагаемого гидрореагирующего сплава, используемого для получения водорода, включает приготовление суспензии ультрадисперсного порошка сплава в дистиллированной воде при соотношении сплав:Н2О=1:10-25 (вес. ч.) и проведение окисления при температурах 25-80°С.
Пример, иллюстрирующий способ использования предлагаемого сплава для получения водорода и оксидных продуктов соответствующих металлов, приведен ниже.
Пример 4. Берут 5 г сплава, включающего (масс. %): лантан 3,0; алюминий 97. Удельная поверхность порошка сплава - 13 м2/г.
Сплав при постоянном перемешивании помещают в реактор в воду комнатной температуры (21÷23°C). Объем воды в реакторе постоянен и составляет 12,5 мл.
Полученный гидроксид алюминия бемитной формы с небольшой примесью гидроксидов Са и La отфильтровывают и высушивают. Удельная поверхность оксидных продуктов реакции составляет 217 м2/г.
Содержание активного алюминия в продуктах реакции составляет 0,26%.
Полнота газовыделения (по сравнению с теоретической) составляет 97%.
Таким образом, авторами предлагается сплав на основе алюминия для получения водорода, характеризующийся простым составом наряду с высокой полнотой газовыделения (97-98%).
Claims (1)
- Сплав для получения водорода на основе алюминия и добавки, разрушающей окисную пленку алюминия при взаимодействии с водой, отличающийся тем, что он содержит в качестве добавки лантан при следующем соотношении компонентов, мас. %:
лантан 1,5÷3,0; алюминий остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126730/05A RU2571131C1 (ru) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Сплав для получения водорода на основе алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126730/05A RU2571131C1 (ru) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Сплав для получения водорода на основе алюминия |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2571131C1 true RU2571131C1 (ru) | 2015-12-20 |
Family
ID=54871262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014126730/05A RU2571131C1 (ru) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Сплав для получения водорода на основе алюминия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2571131C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU125549A1 (ru) * | 1959-05-16 | 1959-11-30 | А.П. Беляев | Способ получени водорода |
SU1675199A1 (ru) * | 1989-10-06 | 1991-09-07 | Институт металлургии Уральского отделения АН СССР | Сплав дл получени водорода |
RU2253606C1 (ru) * | 2004-02-16 | 2005-06-10 | Терещук Валерий Сергеевич | Сплав на основе алюминия для генерирования водорода, способ его получения и газогенератор водорода |
CN101289163A (zh) * | 2007-04-20 | 2008-10-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种水解制氢的铝合金及其制备 |
JP2010006673A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Aquafairy Kk | 水素発生剤 |
CN101948092A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-01-19 | 中南大学 | 一种铝钙合金水解制氢的方法 |
-
2014
- 2014-07-01 RU RU2014126730/05A patent/RU2571131C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU125549A1 (ru) * | 1959-05-16 | 1959-11-30 | А.П. Беляев | Способ получени водорода |
SU1675199A1 (ru) * | 1989-10-06 | 1991-09-07 | Институт металлургии Уральского отделения АН СССР | Сплав дл получени водорода |
RU2253606C1 (ru) * | 2004-02-16 | 2005-06-10 | Терещук Валерий Сергеевич | Сплав на основе алюминия для генерирования водорода, способ его получения и газогенератор водорода |
CN101289163A (zh) * | 2007-04-20 | 2008-10-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种水解制氢的铝合金及其制备 |
JP2010006673A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Aquafairy Kk | 水素発生剤 |
CN101948092A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-01-19 | 中南大学 | 一种铝钙合金水解制氢的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ullah et al. | SURFACTANT-ASSISTED BALL MILLING: A NOVEL ROUTE TO NOVEL MATERIALS WITH CONTROLLED NANOSTRUCTURE-A REVIEW. | |
CN103600086B (zh) | 粉末冶金用钽和/或铌粉及其制备方法 | |
Wang et al. | BN nanosheet: an efficient carriers transfer promoter and stabilizer to enhance the photocatalytic performance of Ag2CO3 | |
Luo et al. | Novel fabrication of titanium by pure microwave radiation of titanium hydride powder | |
Chen et al. | A novel aluminum/bismuth subcarbonate/salt composite for hydrogen generation from tap water | |
Liu et al. | Function mechanism of CO-CO2 atmosphere on the formation of Na2SnO3 from SnO2 and Na2CO3 during the roasting process | |
RU2571131C1 (ru) | Сплав для получения водорода на основе алюминия | |
Shang et al. | Synthesis of green nanomaterial and discussion on its suppression performance and mechanism to aluminum dust explosion | |
Gamba et al. | Effect of LiCl presence on the hydrogen storage performance of the Mg (NH 2) 2–2LiH composite | |
CN103418798A (zh) | 一种利用钛残靶制备高纯钛粉的方法 | |
JP5652765B2 (ja) | 金属成分回収剤及び金属成分の回収方法 | |
Ozay | Comparison study of low cost fly ash supported Cu, Co and Ni metal catalyst systems for the reduction of 4-nitrophenol | |
Kumar et al. | Synthesis of silver metal nanoparticles through electric arc discharge method: a review | |
Dong et al. | Synthesis of nitrogen-doped graphene–Ag2CO3 composites with enhanced photocatalytic efficiency | |
RU2616920C2 (ru) | Способ получения нанопорошка гидрида титана | |
RU2328447C1 (ru) | Способ получения нановолокон оксидно-гидроксидных фаз алюминия | |
CN106925791B (zh) | 金属粉末制备方法及粉末制备装置 | |
JP2015160780A (ja) | 酸化ニッケルの製造方法および得られる酸化ニッケル微粉末 | |
CN106319230A (zh) | 一种干法回收废scr催化剂中金属钛钒钨的方法 | |
CZ296678B6 (cs) | Zpusob prípravy sferoidního karbidu boru | |
RU2282495C1 (ru) | Катализатор окисления оксида углерода | |
RU2494041C1 (ru) | Способ получения наноразмерного порошка нитрида алюминия | |
RU2634866C1 (ru) | Способ получения титансодержащих металлических порошков | |
RU2655560C1 (ru) | Способ получения порошка сплава молибдена и вольфрама | |
RU2428371C1 (ru) | Способ получения водорода |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180702 |