مركب نانوي بأكسيد الحديد لتخزين الطاقة
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة لتصنيع مركب نانوي
العنوان الإنجليزي: Method of manufacturing a nanocomposite
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تتكتل مركبات نيتريد الكربون الغرافيتي والأكاسيد المعدنية أو تكون محدودة مساحة السطح أو تتطلب معالجة يصعب توسيعها بصورة قابلة للتكرار.
أهميتها
قد يدعم مركب مسامي مضبوط أبحاث الأقطاب والمواد الوظيفية، شريطة إثبات الأداء الكهروكيميائي الخاص بالأجهزة واقتصاديات التصنيع.
النهج
تكوّن الطريقة أولًا مادة صلبة من Fe2O3/MgAl2O4 وتكلسنها من أملاح المغنيسيوم والألومنيوم والحديد، ثم تطحنها مع اليوريا وتسخنها مرة أخرى لإدخال C3N4 الغرافيتي. ويتميز الناتج بنسب أطوار وخصائص مسامية محددة.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد باحثي مواد الأقطاب ومختبرات المكثفات الفائقة ومنتجي الأكاسيد المختلطة ومتخصصي نيتريد الكربون وفرق تطوير عمليات المواد النانوية.
القيمة المحتملة
يفصل المسار الحراري ذو المرحلتين تكوين أكسيد السبينل عن إدخال نيتريد الكربون وينتج مركبًا نانويًا مساميًا ثلاثي المكونات موصوفًا بنيويًا.
الخلفية
الخلفية
تستفيد أقطاب تخزين الطاقة من مساحة سطح متاحة وتوصيل وثبات كيميائي وأطوار فعالة كهروكيميائيًا جيدة التشتت. ويمكن جمع نيتريد الكربون الغرافيتي مع الأكاسيد المعدنية، لكن التخليق التقليدي قد يسبب التكتل أو ضعف التشتت أو انخفاض المسامية. ويعالج المنشور تصنيع مركب g-C3N4/Fe2O3/MgAl2O4 عبر معالجة متتابعة بالمحلول والتكلسين والطحن والمعالجة باليوريا. وهو يصف الأطوار والمسام لا مكثفًا فائقًا كاملًا. ولا تتضمن الأدلة المتاحة نتائج للسعة أو كثافة الطاقة أو القدرة أو المقاومة أو الدورات.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تُجمع أملاح المغنيسيوم والألومنيوم والحديديك في مذيب مائي يحتوي على المنثول أو الدكستروز. وبعد إزالة ما لا يقل عن 99.5% وزنيًا من المذيب، تُطحن المادة الصلبة وتُكلسن عند 600–800 درجة مئوية لمدة 2–4 ساعات. ثم يُطحن الأكسيد مع اليوريا ويُسخن عند 550–650 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة إلى 1.5 ساعة، منتجًا g-C3N4 وFe2O3 وMgAl2O4. وتُستخدم XRD وTEM وSAED وHRTEM وامتزاز النيتروجين لتوصيف الأطوار والمسامية.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- مادة قطب مرشحة لأبحاث المكثفات الفائقة.
- دراسات مواد مسامية من الأكاسيد المختلطة ونيتريد الكربون.
- أبحاث تصنيع مركبات نانوية مضبوطة الأطوار.
- فحص مواد وظيفية لتطبيقات كهروكيميائية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- تستخدم العملية تكوينًا متتابعًا للأكسيد ثم إدخال نيتريد الكربون.
- لا يلزم الطحن الكروي أو الكبس الساخن في الصيغ المطالب بها.
- يُحدد التركيب والمسافات الطورية ومساحة السطح وخصائص المسام.
- تُوصف عدة طرق للمجهر والحيود والامتزاز.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يُوصف تخليق مختبري وتوصيف للبنية والمسام؛ ولم يثبت تصنيع الأقطاب أو اختبار جهاز كامل أو التوسع أو التحقق المستقل من التطبيق.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم المسار منتجي مواد الأقطاب المتخصصة. ويتطلب التقييم التجاري مردودًا ونقاوة أطوار قابلين للتكرار واقتصاديات اليوريا والأفران وسلامة المسحوق والتوسع وتصنيع الأقطاب وتوافق الإلكتروليت وقياسات مستقلة للسعة والطاقة والقدرة والمقاومة والتفريغ الذاتي والعمر الدوري في خلية كاملة. ولا يثبت هذا السجل أداء تخزين الطاقة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01F5/38مركبات فلزات البريليوم والمغنيسيوم والألومنيوم والكالسيوم والسترونشيوم والباريوم والراديوم والثوريوم أو فلزات الأتربة النادرة
- B82Y30/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B82Y30/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
- C01F7/441مركبات فلزات البريليوم والمغنيسيوم والألومنيوم والكالسيوم والسترونشيوم والباريوم والراديوم والثوريوم أو فلزات الأتربة النادرة
- C01F5/38مركبات فلزات البريليوم والمغنيسيوم والألومنيوم والكالسيوم والسترونشيوم والباريوم والراديوم والثوريوم أو فلزات الأتربة النادرة
- C01B21/0605العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01G49/0018المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
- C01P2002/72مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2002/01مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2004/04مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2004/64مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- نيتريد الكربون الغرافيتي
- أكسيد الحديد
- ألومينات المغنيسيوم
- مركب نانوي
- مكثف فائق
- تكلسين
- مادة مسامية
- أبحاث الأقطاب
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.