محفز أكسيد النحاس لإطلاق الهيدروجين
العنوان الرسمي للبراءة
تخليق مركب نانوي من g-C.SUB.3.N.SUB.4.@CuO/MgAl.SUB.2.O.SUB.4 لتوليد الهيدروجين
العنوان الإنجليزي: g-C3N4@CuO/MgAl2O4 nanocomposite synthesis for hydrogen generation
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يحتاج التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم إلى محفز نشط لإطلاق هيدروجين متحكم فيه عند حرارة معتدلة، كما تحتاج الأنظمة العملية إلى محفزات قابلة لإعادة الاستخدام ودورة تجديد اقتصادية وبيئية موثوقة للحامل.
أهميتها
قد يدعم إطلاق الهيدروجين عند الطلب أبحاث خلايا الوقود المدمجة والطاقة الاحتياطية عندما تكون أسطوانات التخزين غير مرغوبة، بشرط معالجة قيود دورة الحياة والسلامة.
النهج
تحلل الطريقة بوروهيدريد الصوديوم مائيًا بوجود محفز g-C3N4@CuO/MgAl2O4 يحتوي على 5–15% وزنيًا من نتريد الكربون و3–7% من CuO و80–90% من ألومينات المغنيسيوم.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي حوامل الهيدروجين ومصنعي المحفزات ومطوري خلايا الوقود المحمولة ومختبرات تخزين الطاقة الكيميائية وموردي المواد المتقدمة.
القيمة المحتملة
يستخدم المحفز جسيمات CuO وألومينات المغنيسيوم النانوية الموزعة على صفائح نتريد الكربون، ويبلغ عن توليد 1,300–1,500 مل/(دقيقة·غ) من الهيدروجين عند 30–50 درجة مئوية.
الخلفية
الخلفية
يخزن بوروهيدريد الصوديوم الهيدروجين في صورة مرتبطة كيميائيًا ويطلقه عند التحلل المائي. وقد يكون التفاعل بطيئًا أو صعب التحكم من دون محفز مناسب. ويمكن للأكاسيد النانوية ونتريد الكربون توفير سطوح بينية نشطة ودعامات موزعة. لكن الاستدامة الكلية تعتمد على تصنيع البوروهيدريد وتجديد البورات المستهلكة وبقاء المحفز نشطًا عبر الدورات. وتعالج البراءة خطوة الإطلاق بمركب ثلاثي.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي المحفز على صفائح نتريد كربون بطول يقارب 100–500 نانومتر تتوزع عليها جسيمات CuO وMgAl2O4 بحجم 2–10 نانومتر. وتشمل الخصائص مساحة BET قدرها 15–30 م²/غ ومسامًا شقية 5–10 نانومتر وأطوارًا بلورية متعددة. يكلسن ناتج أكسيدي عند 600–800 درجة مئوية ثم يخلط باليوريا ويسخن مجددًا، ويبلغ عن زيادة هيدروجين ستة إلى ثمانية أضعاف.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- أبحاث إطلاق الهيدروجين عند الطلب.
- تحفيز التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم.
- دراسات إمداد خلايا الوقود المحمولة.
- تطوير محفزات المركبات النانوية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يعمل عند 30–50 درجة مئوية وفق المطالبات.
- يستخدم تشتت أكاسيد نانوية على صفائح نتريد الكربون.
- يوفر نطاقات محددة للتركيب والمسام والمساحة السطحية.
- يبلغ عن زيادة من ستة إلى ثمانية أضعاف مقارنة بعدم استخدام محفز.
- يوفر مسار تحضير متعدد الخطوات للمحفز.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف تحضير محفز مخبري وتوصيف مادي وقياسات تحلل مائي قصيرة؛ ولم تثبت إعادة الاستخدام الطويلة أو الترشيح أو سلامة نظام متكامل أو أداء دورة الحياة. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن فحص المحفز لخراطيش الهيدروجين الكيميائية وإمدادات خلايا الوقود الصغيرة. وتتطلب الجدوى التجارية نشاطًا عبر دورات متكررة ودراسات ترشح النحاس واسترداد المحفز ونقاء الهيدروجين وحرارة العملية والسلامة وتكرارية الدفعات وتكلفة التوسع وتقييم دورة حياة يشمل تصنيع البوروهيدريد وتجديد الحامل المستهلك.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- B01J27/24العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- 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
- B01J35/40العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/45العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/613العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/633العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/647العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/04العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/088العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J2235/15العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J2235/30العمليات 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
- توليد الهيدروجين
- بوروهيدريد الصوديوم
- أكسيد النحاس
- ألومينات المغنيسيوم
- نتريد الكربون الغرافيتي
- محفز التحلل المائي
- 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.