محفز بزموت مدعوم بالسيليكا لتوليد الهيدروجين
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة لتوليد الهيدروجين باستخدام محفز نانوي مركب من Bi2O3@SiO2
العنوان الإنجليزي: Method for generating hydrogen using Bi2O3@SiO2 nanocomposite catalyst
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يحتاج إطلاق الهيدروجين من أملاح البوروهيدريد إلى محفزات تسرع التحلل المائي تحت ظروف معتدلة وتوفر تركيباً قابلاً للتحكم وتحضيراً قابلاً للتصنيع.
أهميتها
يمكن للتحلل المائي المحفز لـ NaBH4 أن يدعم أبحاث الهيدروجين عند الطلب، لكن القيمة التجارية تعتمد على عمر المحفز وتدوير الكاشف وإدارة النواتج الجانبية ونقاوة الغاز والسلامة.
النهج
تشتت الطريقة 2–12% وزناً من Bi2O3 في SiO2، وتمزج المحفز مع ملح بوروهيدريد مائي بنسبة كتلية محددة، وتجمع الهيدروجين المتولد بالتحلل المائي.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي أنظمة الهيدروجين، ومنتجي المحفزات ومواد السيليكا، ومطوري الهيدريدات الكيميائية، ومختبرات خلايا الوقود، وشركات المواد المتقدمة.
القيمة المحتملة
توفر المنصة محفز Bi2O3@SiO2 بسيطاً محضراً بالطحن والتكلسين، مع تحميل بزموت ونسبة محفز إلى بوروهيدريد ونطاقات معدل هيدروجين تعتمد على الحرارة ومحددة.
الخلفية
الخلفية
يُدرس الهيدروجين حاملاً للطاقة، لكن إنتاجه وتخزينه ونقله تظل صعبة. ويمكن لأملاح البوروهيدريد تخزين هيدروجين مرتبط كيميائياً وإطلاقه بالتحلل المائي، إلا أن التفاعل دون محفز قد يكون بطيئاً جداً للإمداد المضبوط. وتوفر مركبات الأكاسيد المعدنية أسطحاً تحفيزية قابلة للضبط، لكن بعض مسارات التحضير تتطلب معالجة حرارية طويلة وتنتج جسيمات غير متسقة. تشتت البراءة Bi2O3 في مصفوفة سيليكا باستخدام الطحن والتكلسين، ثم تقيّم المادة محفزاً لتحلل NaBH4 عبر درجات تفاعل معتدلة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي المحفز 2–12% وزناً Bi2O3 مشتتاً في SiO2، ويُحضّر بطحن ملح بزموت وسيليكا وغلوكوز، ثم التكلسين عند 400–600 °م لمدة 3–5 ساعات وإعادة الطحن. ويُمزج مع 0.1–2 غ من ملح البوروهيدريد في الماء بنسبة وزن محفز:بوروهيدريد تبلغ 0.1:2–7:1. يجري التحلل المائي عند 25–50 °م، مع معدلات توليد مطالب بها 100–2200 mL·min−1·g−1 ومعدل محفز يزيد مرتين إلى ثلاث عن غير المحفز. ويتكون الهيدروجين خلال 0.1–30 دقيقة.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- استخدام محتمل في التوليد المختبري للهيدروجين عند الطلب من NaBH4.
- استخدام محتمل في أبحاث إمداد الوقود من الهيدريدات الكيميائية.
- استخدام محتمل في خراطيش محفزات لنماذج أولية صغيرة لأنظمة الهيدروجين.
- استخدام محتمل في الاختبار المقارن لمحفزات التحلل المائي من أكسيد على السيليكا.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم دعامة سيليكا بتحميل Bi2O3 محدد قدره 2–12% وزناً.
- يستخدم الطحن والتكلسين بأزمنة ودرجات حرارة وسرعات محددة.
- يطالب بتحلل مائي أسرع بمرتين إلى ثلاث من التفاعل غير المحفز.
- يورد نوافذ لمعدل الهيدروجين عبر عدة درجات تفاعل معتدلة.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يتضمن تحضيراً مُبلغاً عنه للمحفز وقياسات لتحلل البوروهيدريد؛ لم تثبت المتانة أو التحقق من نظام متكامل أو التوسع أو التسويق التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يدعم المحفز تطويراً مشتركاً لمولدات الهيدروجين القائمة على البوروهيدريد. وتشمل أعمال التحقق حل صياغة حالة الأكسدة في المطالبات التابعة، والتحقق من تطبيع المعدل والتحويل، واتساق دفعات المحفز، وإعادة الاستخدام، وترشح البزموت، وسلامة السيليكا، ونقاوة الغاز، وتدوير NaBH4 والبورات، والتحكم الحراري، والتآكل، وسلامة الهيدروجين، وتصميم الخرطوشة، واقتصاديات دورة الحياة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J23/18العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J23/18العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/0027العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/08العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J2523/41العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J2523/54العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- Y02E60/36خفض انبعاثات غازات الدفيئة [GHG] المتصلة بتوليد الطاقة أو نقلها أو توزيعها
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد نادي عبد الحميد إبراهيم
- مخترعمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- Bi2O3
- SiO2
- محفز مركب نانوي
- بوروهيدريد الصوديوم
- توليد الهيدروجين
- تحلل مائي
- طحن
- هيدريد كيميائي
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.