محفز نيتريد الكربون لإطلاق الهيدروجين
العنوان الرسمي للبراءة
مركب نانوي من C.SUB.3.N.SUB.4. الجرافيتي وMnO.SUB.2. وMgAl.SUB.2.O.SUB.4 لتوليد الهيدروجين
العنوان الإنجليزي: Nanocomposite of graphitic C3N4, MnO2, and MgAl2O4 for hydrogen generation
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يتطلب إطلاق الهيدروجين من بوروهيدريد الصوديوم محفزًا يسرّع التحلل المائي في ظروف معتدلة، بينما تحد تكلفة المحفز ونشاطه وسهولة التعامل معه من جدوى هذا المسار لحمل الهيدروجين كيميائيًا.
أهميتها
قد يدعم محفز غير متجانس عالي النشاط توليد الهيدروجين عند الطلب لأبحاث المختبر والطاقة المحمولة والطاقة الاحتياطية، مع تقليل الاعتماد على عمليات إطلاق الهيدروجين مرتفعة الحرارة.
النهج
تلامس الطريقة المفصح عنها بوروهيدريد الصوديوم والماء مع مركب نانوي من g-C3N4/MnO2/MgAl2O4، بنسب كتلية مطالَب بها قدرها 5–15:2–7:75–95.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي توليد الهيدروجين ومطوري المحفزات وشركات تخزين الطاقة الكيميائية ومتكاملي أنظمة الطاقة المحمولة والمختبرات العاملة في التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم.
القيمة المحتملة
تجمع المادة بين دعامة غنية بطور الإسبنيل ونتريد الكربون الغرافيتي وثاني أكسيد المنغنيز، وتبلغ عن معدلات توليد هيدروجين قدرها 2,000–5,000 مل في الدقيقة لكل غرام ضمن الظروف المطالَب بها.
الخلفية
الخلفية
يمكن لبوروهيدريد الصوديوم إطلاق الهيدروجين بالتحلل المائي، لكن التفاعل من دون محفز قد يكون بطيئًا للاستخدام المتحكم فيه عند الطلب. وتستطيع المحفزات غير المتجانسة تسريع التفاعل، إلا أن الاختيار العملي يعتمد على النشاط والتكلفة وإعادة الاستخدام والتوافق مع دورة كاملة لحامل الهيدروجين. ويقدم الإفصاح مركبًا نانويًا ثلاثيًا محفزًا لهذا التفاعل، لا طريقة أولية لإنتاج بوروهيدريد الصوديوم أو تجديد ناتج البورات المستهلك.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يتكون المحفز من g-C3N4 وMnO2 وMgAl2O4، ويفضل أن تكون النسبة الكتلية قريبة من 10:5:85. يلامس بوروهيدريد الصوديوم الماء والمحفز عند 10–80 درجة مئوية. ويبلغ الإفصاح عن مساحة سطح BET قدرها 16.2–20.2 م²/غ، ومسام 5–15 نانومتر، ومعدلات هيدروجين 2,000–5,000 مل/(دقيقة·غ)، مع زيادة من ضعفين إلى عشرة أضعاف مقارنة بعدم استخدام محفز.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- أبحاث توليد الهيدروجين عند الطلب.
- فحص محفزات التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم.
- دراسات إمداد خلايا الوقود المحمولة والاحتياطية.
- تطوير أنظمة حوامل الهيدروجين الكيميائية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم مركبًا نانويًا ثلاثيًا غير متجانس.
- يعمل ضمن نطاق حرارة مطالَب به ومعتدل.
- يوفر توصيفًا بنيويًا ونسيجيًا محددًا.
- يبلغ عن تحسن من ضعفين إلى عشرة أضعاف مقارنة بعدم استخدام محفز.
- يحد من محتوى المعادن النبيلة في المطالبات.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصفت عملية تحضير مخبرية وتوصيف بنيوي وقياسات قصيرة المدة للتحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم؛ ولم تثبت متانة الدورات المتكررة أو استعادة المحفز أو أداء نظام متكامل. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تهم المادة مطوري خراطيش الهيدروجين الكيميائية وأنظمة خلايا الوقود الصغيرة. ويتطلب التقييم التجاري بيانات إعادة الاستخدام والمتانة، واسترداد المحفز، ونقاء الهيدروجين، وموازين الحرارة والكتلة، والتعامل الآمن مع البوروهيدريد، واقتصاديات التوسع، وتحليل تصنيع بوروهيدريد الصوديوم وتجديده عبر دورة الحياة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J23/00العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J23/005العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/02العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J27/24العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/613العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/615العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/633العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/647العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/67العمليات 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
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
- مخترعمحمد نادي عبد الحميد إبراهيم
- مخترعمحمد خيري عبد الفتاح عمران
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- توليد الهيدروجين
- بوروهيدريد الصوديوم
- محفز التحلل المائي
- نتريد الكربون الغرافيتي
- ثاني أكسيد المنغنيز
- ألومينات المغنيسيوم
- مركب نانوي
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.