محفز أكسيد الكوبالت لإطلاق الهيدروجين
العنوان الرسمي للبراءة
مركب نانوي من g-C.SUB.3.N.SUB.4.@CoO/MgAl.SUB.2.O.SUB.4 لتوليد الهيدروجين
العنوان الإنجليزي: g-C3N4@CoO/MgAl2O4 nanocomposite for hydrogen generation
الاختراع
الاختراع
المشكلة
تواجه تقنيات إنتاج الهيدروجين تحديات الكفاءة والتكلفة والمحفزات والبنية التحتية والتخزين، بينما يحتاج التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم إلى محفزات فعالة وإدارة تجديد الحامل ومخلفات التفاعل.
أهميتها
يمكن لمحفز لإطلاق الهيدروجين عند الطلب من هيدريد كيميائي أن يدعم أبحاث التوليد، لكن المعدل والمردود وإعادة الاستخدام ورشح الكوبالت والسلامة ودورة حياة المادة الأولية واقتصاديات النظام تتطلب تحققاً مستقلاً.
النهج
تلامس الطريقة بوروهيدريد الصوديوم في الماء بمركب نانوي g-C3N4@CoO/MgAl2O4، فتحفز التحلل المائي لإطلاق الهيدروجين من دون تطبيق جهد كهربائي.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي توليد الهيدروجين، ومطوري أنظمة الهيدريدات الكيميائية، ومصنعي المحفزات، ومختبرات الطاقة المحمولة، ومجموعات المواد المتقدمة التي تدرس هجائن نتريد الكربون وأكسيد الكوبالت.
القيمة المحتملة
يجمع الإفصاح محفزاً محدداً من ثلاثة أطوار ودرجة حرارة وزمن مضبوطين للتحلل المائي وشكلاً دون جهد مطبق وقيماً مطالباً بها لمعدل الهيدروجين ومسار تحضير حراري مقابل.
الخلفية
الخلفية
يُبحث الهيدروجين كحامل للطاقة، لكن الإنتاج والتخزين والتوزيع وتكلفة المحفز والبنية التحتية تظل قيوداً كبيرة. وينتج إصلاح الميثان بالبخار انبعاثات كربونية ما لم يقترن بالاحتجاز، بينما قد يتطلب التحليل الكهربائي مدخلاً كهربائياً كبيراً. وتوفر الهيدريدات الكيميائية مثل بوروهيدريد الصوديوم مساراً آخر لإطلاق الهيدروجين، لكن قيمتها تعتمد على كفاءة المحفز وسلامة المناولة وضبط التفاعل والنواتج المتبقية وتجديد الحامل المستهلك. وتقترح البراءة محفزاً من أكسيد الكوبالت ونتريد الكربون وألومينات المغنيسيوم للتحلل المائي.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي المركب 5–15% وزناً g-C3N4 و1–10% CoO و75–95% MgAl2O4. ويُلامس NaBH4 في الماء عند 30–50°م لمدة 0.5–10 دقائق، وتحدد إحدى المطالبات معدل توليد هيدروجين 1800–2200 مل/دقيقة لكل غرام من المحفز. ولا يطبق جهد كهربائي في أحد الأشكال. ويخلط التحضير أملاح المغنيسيوم والألومنيوم والكوبالت مع وقود، ويكلس عند 600–800°م لمدة 2–4 ساعات، ثم يخلط مع اليوريا ويسخن عند 550–650°م لمدة 20–60 دقيقة.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- توليد مختبري محتمل للهيدروجين من بوروهيدريد الصوديوم.
- أبحاث محتملة لمفاعل هيدريد كيميائي يعمل عند الطلب.
- دراسات محتملة لإعادة استخدام المحفز وحركية التفاعل.
- تطوير محتمل لمصدر هيدروجين محمول بعد التحقق من السلامة.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يولد الهيدروجين بالتحلل المائي لـNaBH4.
- يتضمن شكلاً دون تطبيق جهد كهربائي.
- يحدد نطاقات أوزان g-C3N4 وCoO وMgAl2O4.
- يحدد شكل المحفز وأطواره ومسار تحضيره.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يصف تحضير المحفز وتوصيفه واختبار توليد الهيدروجين؛ لم يثبت التحقق المستقل أو التسويق التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم المحفز مطوري الهيدريدات الكيميائية وأنظمة الهيدروجين المحمولة. وينبغي للتقييم التجاري التحقق مستقلاً من معدل الغاز ومردوده وتحميل المحفز وإعادة استخدامه ورشح الكوبالت وغيره وضبط الحرارة والضغط وتخزين NaBH4 ومناولته وإدارة ناتج البورات وتجديد المادة الأولية ونقاء الهيدروجين وسلامة المفاعل والتوسع وتصنيع المحفز وطاقة دورة الحياة وتكلفة الهيدروجين المسلّم.
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
- B01J35/393العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/45العمليات 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
- 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
- تحلل مائي
- g-C3N4
- CoO
- MgAl2O4
- محفز مركب نانوي
- 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.