محفز كهربائي من المنغنيز والفضة لتحليل المياه
العنوان الرسمي للبراءة
محفز كهربائي من Mn—Ag وطريقة لتوليد الهيدروجين والأكسجين
العنوان الإنجليزي: Mn—Ag electrocatalyst and method for generating hydrogen and oxygen
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يحتاج التحليل الكهربائي للماء إلى محفزات كهربائية تعزز تطور الهيدروجين والأكسجين مع الحد من الفواقد الحركية، بينما يؤثر النشاط والمقاومة الكهربائية والثبات وتكلفة مكونات المحفز في التطبيق العملي.
أهميتها
يمكن لمحفز ثنائي الوظيفة تبسيط تطوير مواد الأقطاب للتحليل الكهربائي القلوي ودعم أبحاث تحويل الكهرباء المتجددة وإنتاج الهيدروجين.
النهج
يجمع محفز Mn–Ag المفصح عنه جسيمات أكسيد المنغنيز النانوية مع صفائح نانوية حاوية للفضة ذات قلب فضي وغلاف من تنغستات الفضة، ويستخدم لتفاعلي تطور الهيدروجين والأكسجين.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مصنعي المحللات الكهربائية ومطوري المحفزات الكهربائية ومختبرات تقنيات الهيدروجين وباحثي الطاقة المتجددة وموردي المواد المتقدمة.
القيمة المحتملة
تقدم البراءة تركيبًا واحدًا لتفاعلي القطبين وتبلغ عن مقاييس كهروكيميائية وأطوار مادية ومسامية ومقاومية ونشاط كتلي لبنية من أكسيد المنغنيز وتنغستات الفضة.
الخلفية
الخلفية
يفصل شطر الماء كهروكيميائيًا الهيدروجين والأكسجين عبر تفاعلين نصفيين يتطلبان حركية عالية. وقد تؤدي محفزات المعادن النبيلة جيدًا، لكن التكلفة والإمداد يدفعان إلى دراسة بنى بديلة. وتعد المحفزات ثنائية الوظيفة جذابة لإمكان تقييم مادة واحدة لتطوري الهيدروجين والأكسجين. ويستخدم التصميم المفصح عنه أكاسيد المنغنيز مع نسبة كبيرة حاوية للفضة، لذا يجب تقييم الأداء وحمل الفضة والمتانة وكفاءة المحلل الكهربائي الكامل.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي المحفز على 30–50% وزنيًا من أكسيد المنغنيز و50–70% من صفائح نانوية حاوية للفضة. ويوصف الجزء الفضي بقلب Ag وغلاف Ag2WO4، بينما يشمل جزء المنغنيز Mn3O4 وMnO2. ويبلغ الإفصاح عن المساحة السطحية والمسامية والمقاومة ومقاومة انتقال الشحنة ومنحدرات تافل والجهد الزائد والنشاط الكتلي وتردد الدوران والكفاءة الفارادية للأكسجين.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- أبحاث التحليل الكهربائي القلوي للماء.
- تطوير أقطاب تطور الهيدروجين.
- تطوير أقطاب تطور الأكسجين.
- مقارنة أداء المحفزات الكهربائية ثنائية الوظيفة.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستهدف تطور الهيدروجين والأكسجين معًا.
- يجمع حالات أكسدة متعددة للمنغنيز مع تنغستات الفضة.
- يقدم توصيفًا ماديًا وكهروكيميائيًا.
- يوفر نطاقات محددة للتركيب والشكل.
- يبلغ عن نشاط كتلي مرتفع في الاختبارات المفصح عنها.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف توصيف مادي مخبري وقياسات كهروكيميائية لنصف خلية؛ ولم تثبت المتانة الطويلة أو التشغيل بكثافة تيار صناعية أو كفاءة محلل كهربائي كامل. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يدعم المحفز شراكات في مواد المحللات الكهربائية القلوية وطلاءات الأقطاب. ويتطلب التسويق تشغيلًا طويلًا بكثافة تيار صناعية، واختبارات تدهور متسارعة، واقتصاديات استخدام الفضة وإعادة تدويرها، وتصنيع طلاء متكرر، والتحقق من نقاء الغاز والكفاءة الفارادية، والمقارنة داخل محلل كهربائي كامل.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C25B1/04العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/037العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- C25B11/052العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/091العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B1/04العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/065العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/067العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/061العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/037العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/054العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- C25B11/077العمليات الإلكتروليتية أو عمليات الرحلان الكهربائي لإنتاج المركبات أو اللافلزات؛ أجهزتها
- Y02E60/36خفض انبعاثات غازات الدفيئة [GHG] المتصلة بتوليد الطاقة أو نقلها أو توزيعها
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعمحمد مختار محمد
- مخترعسمر محمد صيام
- مخترعبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- محفز المنغنيز–الفضة
- التحليل الكهربائي للماء
- تطور الهيدروجين
- تطور الأكسجين
- تنغستات الفضة
- أكسيد المنغنيز
- محفز كهربائي ثنائي الوظيفة
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.