محفز زنك وفاناديوم لتوليد الهيدروجين عند الطلب
العنوان الرسمي للبراءة
محفز من الزنك-الفاناديوم لتوليد الهيدروجين
العنوان الإنجليزي: Zinc-vanadium catalyst for hydrogen generation
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يطلق NaBH4 الهيدروجين ببطء عبر التحلل المائي الذاتي، بينما تستخدم محفزات نشطة كثيرة معادن نفيسة تواجه قيود التكلفة أو التوافر أو الفصل أو سلامة المواد.
أهميتها
يمكن لمحفز غير متجانس بلوري يعمل قرب درجة حرارة الغرفة أن يدعم إطلاق الهيدروجين المضبوط من هيدريد كيميائي، رهناً بمناولة آمنة للغاز وتقييم كامل لدورة الحياة.
النهج
تحلل الطريقة NaBH4 مائياً باستخدام أمونيوم-زنك ديكافانادات سداسي عشري الهيدرات البلوري، وتجمع H2 المتولد، وتوفر مساراً مائياً لتكوين المحفز.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مطوري مولدات الهيدروجين، ومنتجي المحفزات، وباحثي الهيدريدات الكيميائية، ومختبرات خلايا الوقود، وشركات المواد غير العضوية المتقدمة.
القيمة المحتملة
تجمع البراءة محفزاً بلورياً محدد البنية من الزنك والفاناديوم ومسار تحضير ونوافذ لتركيز NaBH4 ونسبة المحفز ومعدلات مُبلغاً عنها لتوليد الهيدروجين تحت درجات معتدلة.
الخلفية
الخلفية
يخزن بوروهيدريد الصوديوم هيدروجيناً مرتبطاً كيميائياً ويطلق أربعة جزيئات H2 في تفاعل التحلل المائي مع الماء، لكن التحلل دون محفز بطيء. ويمكن فصل المحفزات غير المتجانسة عن ناتج ميتابورات الصوديوم المصاحب، في حين تعتمد محفزات نشطة معروفة كثيرة على Pt أو Ru أو Pd. تستخدم البراءة بدلاً من ذلك أمونيوم-زنك ديكافانادات سداسي عشري الهيدرات، وهي مادة بلورية ثلاثية الميل تحتوي شبكتها ثلاثية الأبعاد [V10O28]6− وNH4+ و[Zn(H2O)6]2+ والماء. وتطبقها على صيغ NaBH4 صلبة أو مائية عبر درجات حرارة معتدلة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يُحلل NaBH4 مائياً عند 20–75 °م بوجود (NH4)2[Zn(H2O)6]2·V10O28·4H2O. والمحفز جسيم بلوري ثلاثي الميل موصوف بتحليل الأشعة السينية لبلورة مفردة. تغطي المطالبات محلول NaBH4 بتركيز 5–20% وزناً، وNaOH اختياري 1–20%، ونسب وزن NaBH4:محفز من 1:2 إلى 5:1، مع الهيدروجين غازاً وحيداً في إحدى الصيغ ومعدلات توليد مُبلغاً عنها 500–5000 mL·min−1·g−1. ويتفاعل في التحضير NH4VO3 وملح أمونيوم لحمض مخلب وZnCl2 في الماء قبل التبلور.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- استخدام محتمل في الإطلاق المختبري للهيدروجين عند الطلب من NaBH4.
- استخدام محتمل في أبحاث إمداد الوقود من الهيدريدات الكيميائية.
- استخدام محتمل في الاختبار المقارن لمحفزات غير متجانسة غير نفيسة.
- استخدام محتمل في خراطيش محفزات نموذجية بعد التحقق من السلامة.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم محفز زنك-فاناديوم بلورياً موصوف البنية.
- يتجنب Pt وRu وPd في تركيب المحفز المطالب به.
- يدعم صيغ التحلل المائي لـ NaBH4 في خليط صلب ومحلول مائي.
- يحدد تحضير المحفز وتركيز الكاشف والنسبة الكتلية ونوافذ الحرارة.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يتضمن وصفاً بلورياً للمحفز وقياسات مُبلغاً عنها لتوليد الهيدروجين بتحلل NaBH4؛ لم تثبت المتانة أو سلامة نظام متكامل أو التوسع أو التسويق التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يدعم المحفز البحث أو الترخيص لمولدات الهيدروجين من الهيدريدات الكيميائية. وينبغي للتطوير التحقق من تطبيع المعدل ونقاوة الغاز وعمر المحفز واسترجاعه وترشح الفاناديوم والزنك وتحويل NaBH4 والتوافق مع NaOH وإدارة البورات وتجديد الكاشف والتآكل والسلوك الحراري واحتواء الهيدروجين وضوابط الاشتعال وتصميم الخرطوشة وتكرارية التوسع واقتصاديات دورة الحياة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J23/06العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J23/06العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/22العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/70العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/04العمليات 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
- Y02E60/36خفض انبعاثات غازات الدفيئة [GHG] المتصلة بتوليد الطاقة أو نقلها أو توزيعها
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد نادي عبد الحميد إبراهيم
- مخترعأحمد بيومي محمد إبراهيم
- مخترعبيتر ماير
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- فانادات الزنك
- ديكافانادات
- NaBH4
- توليد الهيدروجين
- تحلل مائي
- محفز غير متجانس
- هيدريد كيميائي
- بنية بلورية
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.