محفز ميتافانادات الكالسيوم لتوليد الهيدروجين
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة لتوليد الهيدروجين من خلال التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم باستخدام المركب النانوي CaV2O6@CaSiO3@g-C3N4
العنوان الإنجليزي: Method of hydrogen generation through sodium borohydride hydrolysis using CaV2O6@CaSiO3@g-C3N4 nanocomposite
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يحتاج التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم إلى محفز نشط لإطلاق الهيدروجين سريعًا عند حرارة معتدلة. كما يحتاج النظام العملي إلى نشاط متكرر واسترداد آمن وتجديد مجدٍ للحامل.
أهميتها
قد يدعم إنتاج الهيدروجين عند الطلب أبحاث خلايا الوقود المحمولة والاحتياطية عندما يكون التخزين المضغوط غير عملي، بشرط معالجة الدورة الكيميائية الكاملة.
النهج
تلامس الطريقة بوروهيدريد الصوديوم في الماء مع مركب مسامي CaV2O6@CaSiO3@g-C3N4 يحوي أسلاك أكسيد نانوية موزعة بين صفائح نتريد الكربون.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي حوامل الهيدروجين ومصنعي المحفزات ومطوري خلايا الوقود المحمولة ومتكاملي الطاقة الاحتياطية ومختبرات تخزين الطاقة الكيميائية.
القيمة المحتملة
يجمع المحفز أسلاك ميتافانادات الكالسيوم وسيليكات الكالسيوم النانوية مع صفائح نتريد الكربون، ويبلغ عن معدلات هيدروجين تعتمد على الحرارة ومقارنات مع التحلل من دون محفز.
الخلفية
الخلفية
بوروهيدريد الصوديوم حامل كيميائي يطلق الهيدروجين عند التحلل المائي. ويمكن للمحفزات النانوية تسريع التفاعل بزيادة السطوح المتاحة وجمع أطوار متكاملة. وتشكل أسلاك ميتافانادات وسيليكات الكالسيوم الموزعة بين صفائح نتريد الكربون المحفز المفصح عنه. ولا يثبت الإطلاق السريع استدامة النظام؛ إذ تظل إعادة استخدام المحفز وترشح الفاناديوم ونقاء الهيدروجين والحرارة وتجديد البورات مهمة، بينما تركز البراءة على الإطلاق والتحضير.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي المحفز على 20–40% وزنيًا من كل من g-C3N4 وCaSiO3 وCaV2O6، ومسام 2–16 نانومتر وحجم مسام 0.2–0.24 سم³/غ، ويضع أسلاك الأكاسيد بين صفائح نتريد الكربون. عند 35–40 درجة مئوية يبلغ المعدل 2,200–2,400 مل/دقيقة لكل غرام، أي ثمانية إلى أحد عشر ضعفًا؛ وعند 25–30 درجة يبلغ 300–400 مل/دقيقة لكل غرام، أي أربعة إلى ستة أضعاف.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- أبحاث توليد الهيدروجين عند الطلب.
- تحفيز التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم.
- دراسات إمداد خلايا الوقود المحمولة والاحتياطية.
- تطوير محفزات الأسلاك والصفائح النانوية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يعمل ضمن نطاق مطالَب به 20–45 درجة مئوية.
- يجمع أسلاك أكسيد نانوية مع صفائح نتريد الكربون.
- يبلغ عن معدلات هيدروجين تعتمد على الحرارة.
- يبلغ عن مقارنات من أربعة إلى أحد عشر ضعفًا دون محفز.
- يوفر مسار تحضير متعدد الخطوات للمحفز.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف تحضير محفز مخبري وتوصيفه وقياسات التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم؛ ولم تثبت متانة الدورات أو تحقق نظام متكامل أو اقتصاديات دورة الحياة أو التسويق. ولم يتم التحقق بشكل مستقل من مرحلة التطوير.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن تقييم المحفز لخراطيش هيدروجين كيميائية. وتتطلب الجدوى نشاطًا عبر دورات متكررة واسترداد المحفز وترشح الفاناديوم ونقاء الهيدروجين والتحكم الحراري والضغطي والتداول الآمن للبوروهيدريد وتصنيعًا ميكرويًا قابلًا للتوسع وتكلفة الهيدروجين وإدارة البورات وتحليل إنتاج وتجديد الحامل عبر دورة الحياة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01B3/04العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J21/18العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- C01B3/04العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J21/18العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/02العمليات 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
- B01J37/346العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C01B3/06العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01B2203/1082العناصر 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
- مخترعفيصل خويشان لافي القثامي
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- توليد الهيدروجين
- بوروهيدريد الصوديوم
- ميتافانادات الكالسيوم
- سيليكات الكالسيوم
- نتريد الكربون الغرافيتي
- محفز أسلاك نانوية
- تحلل مائي
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.