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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2031834

GIDROREAGIRUYUSCHY MATERIAL FÜR WASSERSTOFF UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG

GIDROREAGIRUYUSCHY MATERIAL FÜR WASSERSTOFF UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG

Name des Erfinders: Vladimir Kirillov; Hawks Alexander
Der Name des Patentinhabers: Vladimir Kirillov; Hawks Alexander
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1990.06.07

Scope: in der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren, Gasgeneratoren und eine Vorrichtung für die Hände usw. Zusammenfassung: .. Ein Material für Wasserstoff enthaltenden Komponenten im folgenden Verhältnis, wt. % Zink 0,5 bis 0,02; Katalysator 0,5 bis 3,0. Wobei der Katalysator ein Nickel- und / oder Kobalt und / oder Mangan. Das Material wurde wie folgt hergestellt: Magnesium wird auf Schmelztemperatur und Katalysator zugegeben und Zink. Die Schmelze wurde gerührt und gegossen. 2,0 deg / s - das Gießen wird mit einer Rate von 0,1 gekühlt. Die Konzentration des Katalysators in der Legierung bestimmt wird , in Abhängigkeit von der gewünschten Rate der Wasserstoffentwicklung nach der Formel: v = 14 c · e 0,0036t, wobei v - Geschwindigkeit der Wasserstoffentwicklung, cm 3 / cm 2 - die Katalysatorkonzentration in der Legierung, auf das Gewicht. %; e - Basis des natürlichen Logarithmus; t - Reaktionstemperatur in der Wasserstofferzeugungszone 14 - Koeffizient.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wasserstoffenergie, insbesondere die Metallverbindungen Wasserstoff durch Reaktion mit Wasser freisetzen, und in einem Wasserstoff-Sauerstoff - Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren, Pontons für die Wasserstoffreinigungsgasgeneratoren für Schneidemaschinen, Schweißen und Löten, Plasma beantragten eine reduzierende Atmosphäre zu schaffen, usw.

Es gibt verschiedene Technologien zur Herstellung von Wasserstoff, beispielsweise die Elektrolyse von Wasser, Kohle Verarbeitung von bekannten Wasser-Gas-Reaktion, Erdgasverarbeitung und von Metallverbindungen.

Bekannte Klasse von Metallverbindungen und Hydride Wasserstoffquellen genannt werden - Alkalihydride, Erdalkalimetallen und deren Legierungen, Metall der Gruppe III und deren Legierungen usw. [1]. Hydride absorbieren Wasserstoff unter den gleichen Bedingungen und auf der anderen Seite - es ist isoliert.

Die oben genannten Wasserstoffquellen sind teuer (teure Metalle in ihnen verwendet werden, da die Technologie für die Herstellung von komplexen Hydriden selbst sind und Wasserstoff). Ferner wird für die Reaktion von Wasserstoff aus Hydriden Trägheit als chemisch instabile Hydride zu erzeugen.

Magnesium ist das billigste der obigen Metalle, so dass die Erzeugung von Wasserstoff aus Hydriden fand es ziemlich weit verbreitet.

Bekannt ist, beispielsweise eine Wasserstoffspeicherzusammensetzung auf Magnesiumbasis, enthaltend 20-30 Gew.% Nickel und gegebenenfalls 0,15-1,5 Gew.% Silicon zu verbessern seine Sorptionskapazität [2].

Die Nachteile dieser Zusammensetzung sind ihre geringe Korrosionsbeständigkeit auf, da Magnesium in der Wechselwirkung von Wasser hochaktiv ist und eine geringe Effizienz aufgrund der hohen Gehalt an Nickel. Solche Formulierungen erfordern spezielle Lagerungsbedingungen.

Bekannte Materialien zur Herstellung von Wasserstoff, indem sie mit Wasser reagieren, genannt gidroreagiruyuschimi.

Solche Materialien umfassen beispielsweise Aluminium basierenden Materialien verschiedene Metalle als Katalysator enthält.

Das Ziel ist in diesem gidroreagiruyuschy Material erreicht zur Erzeugung von Wasserstoff umfaßt Zink, den Katalysator und Magnesium in den folgenden Komponentenverhältnis, wt%. 0,5-3,0 Katalysator Zink 0,05-0,02 Magnesium Rest als Nickel-Katalysator verwendet wird, und Kobalt und / oder Mangan.

Diese Aufgabe wird durch die Tatsache erreicht, dass die Herstellung gidroreagiruyuschego Material Erwärmen des Substratmaterials umfasst, um die Einführung des Katalysators darin, das Material für Steifverbände und Kühl davon als eine Basis Magnesium verwendet wird, welches auf den Schmelzpunkt erwärmt wird, die Schmelze injiziert Katalysator und Passivierungsmittel, gerührt und Guss Legierung erhalten mit einer Geschwindigkeit von 0,1-2,0 ° C / s abgekühlt. Wenn dieser Katalysator Additivkonzentration wird in Abhängigkeit von der gewünschten Rate der Wasserstoffentwicklung bestimmt nach der folgenden Formel:

worin C - die Katalysatorkonzentration in der Legierung, in Gewichts-%.

V - Geschwindigkeit der Wasserstoffentwicklung, cm 3 / cm 2;

l - die Basis des natürlichen Logarithmus;

t - die Temperatur in der Reaktionszone für Wasserstoff, C;

14 - Faktor.

Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen haben gezeigt, dass auf die Menge des Katalysators abhängig und Legierungen weisen leicht unterschiedliche Eigenschaften, mit einer Abkühlgeschwindigkeit Wert und dem Gießen dieser Legierungen Passivieren.

Beispiel 1. Legierung für eine schnelle Reaktion verwendet werden soll, beispielsweise zum Spülen des Systems des U-Boots. Der Induktionsofen 20 kg Magnesium, zum Beispiel MG95 Marke gesetzt wurde, wurde geschmolzen wurde in 0,6 kg festes Nickel injiziert (3 Gew.%) Und 0,05 kg Zink, zum Beispiel Marke CH. Legierung mit einem mechanischen Rührer gerührt, und dann das Gießen Gießen hergestellt wurde auf 50 ° C bei 2 ° C / s abgekühlt wird , daß in einer wassergekühlten Gussform hergestellt. Die Rate der Wasserstoffentwicklung in der Interaktion mit Meerwasser von 100 m 3 / s.

Beispiel 2. Legierung langsame Reaktion verwendet wird, beispielsweise hydrostatische Meeresbojen. . Legierungszusammensetzung, wt%: Ni 0,5; Cobalt 0,2; Zink 0,05. Die Gusslegierung wird mit einer Geschwindigkeit von 0,1 ° C / s auf 50 ° C abgekühlt , die Legierung weniger dichte Struktur als in Beispiel 1 , weil die Abkühlungsgeschwindigkeit geringer ist. Die Rate der Wasserstoffentwicklung in der Interaktion mit Meerwasser 10 m 3 / s.

Beispiel 3. Eine Legierung für die Verwendung beispielsweise in Verbrennungsmotoren. Legierungszusammensetzung, Gew% Nickel 1 ;. Mn 0,02; Zink 0,03. In allen Fällen ist die Wasserstoffentwicklung Reaktionstemperatur von 100 ° C

Berechnungsbeispiel. Es sei angenommen , erforderlich Wasserstoff Freisetzungsgeschwindigkeit von 10 cm / min xx cm bei T = 100 C. Anschließend wird die Katalysatorkonzentration durch die folgende Gleichung bestimmt wird:



Somit C - die erforderliche Konzentration des Katalysators für diese Ausgasrate ist gleich:

C = 0,5 Gew.%

Andere Beispiele für Legierungen mit verschiedenen Anteile der Komponenten sind in der Tabelle angegeben.

Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die größte Bedeutung für die Effizienz der Wasserstoffentwicklung ist die Menge an Nickel in der Legierung.

Somit hat die vorgeschlagene Zusammensetzung gidroreagiruyuschego Material mit hoher Korrosionsbeständigkeit gegenüber Luft, während die Effizienz des Prozesses der Wasserstofffreisetzung 99,0-99,9% ist.

FORDERUNGEN

1. Gidroreagiruyuschy Material für Wasserstoff enthält Zink, Magnesium und einem Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass, um die Korrosionsbeständigkeit des Materials in Luft und vodorodoproizvoditelnosti zu erhöhen, ist der Katalysator Nickel und / oder Kobalt und / oder Mangan in dem folgenden Verhältnis, . wt%:

Zink - 0,5 bis 0,02

Katalysator - 0,5-3,0

Magnesium - Der Rest

Gidroreagiruyuschego 2. Verfahren zur Herstellung von Material zur Herstellung von Wasserstoff, das Erwärmen umfasst eine Substanz Freisetzung von Wasserstoff, der Katalysator Einführung hinein, und Abkühlen des Gießmaterials des Gußstücks, dadurch gekennzeichnet, dass, um die Korrosionsbeständigkeit des Materials in Luft und vodorodoproizvoditelnosti, als Substanz Freisetzung von Wasserstoff zu erhöhen, gebrauchte Magnesium, wird dessen Erwärmung in der Schmelze zu einer Schmelztemperatur durchgeführt und der Katalysator gleichzeitig mit dem Zink, gerührt und Gießen Kühlen wird mit einer Rate von 0,1 durchgeführt eingeführt wird - 2,0 deg / s, wobei die Katalysatorkonzentration in der Legierung bestimmt wird, abhängig von der gewünschten Freisetzungsgeschwindigkeit Wasserstoff aus der Formel



wobei V - Geschwindigkeit der Wasserstoffentwicklung, cm 3 / cm 2;

C - die Katalysatorkonzentration in der Legierung, in Gewichts-%.

t - Reaktionstemperatur in der Wasserstofferzeugungszone;

e - Basis des natürlichen Logarithmus;

14 - Faktor.

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Erscheinungsdatum 29.02.2007gg