محفز كالسيوم مسامي لتوليد الهيدروجين
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة لإنتاج غاز الهيدروجين باستخدام محفز نانو مركب
العنوان الإنجليزي: Method of producing hydrogen gas using nanocomposite catalyst
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يتطلب التحلل المائي لبوروهيدريد الصوديوم تحفيزًا للوصول إلى معدلات مفيدة لإطلاق الهيدروجين، بينما قد تفرض أنظمة المعادن النبيلة قيودًا في التكلفة والإمداد والاسترجاع.
أهميتها
قد يدعم محفز قابل للاسترجاع ولا يعتمد على معدن نبيل إمدادًا مضبوطًا بالهيدروجين الكيميائي، شريطة إثبات الكفاءة الكلية وعمر المحفز وجودة الغاز وسلامة العملية.
النهج
تحلل الطريقة NaBH4 مائيًا باستخدام محفز مسامي من CaHPO4/Ca6Si6O17(OH)2/SiO2/g-C3N4. وترتبط الجسيمات المحتوية على الكالسيوم وثاني أكسيد السيليكون بصفائح مسامية من نيتريد الكربون الغرافيتي لتوفير بنية سطحية تحفيزية.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد مطوري مولدات الهيدروجين الكيميائية وباحثي خلايا الوقود ومنتجي المحفزات ومختبرات القدرة المحمولة وبرامج تخزين بوروهيدريد الصوديوم.
القيمة المحتملة
يجمع المحفز أطوار الفوسفات والسيليكات والسيليكا ونيتريد الكربون في مسحوق مسامي ذي تحضير محدد ونطاقات معدل هيدروجين مذكورة في البراءة.
الخلفية
الخلفية
يمكن للهيدروجين تخزين الطاقة، لكن أنظمة الضغط والتسييل تتطلب بنية تحتية متخصصة. ويوفر بوروهيدريد الصوديوم تخزينًا كيميائيًا ويطلق الهيدروجين بالتحلل المائي، إلا أن التحلل الذاتي بطيء. ويمكن فصل المحفزات غير المتجانسة عن الناتج المصاحب ميتابورات الصوديوم وقد تتجنب الاعتماد على المعادن النبيلة. ويقترح المنشور مركبًا من فوسفات الكالسيوم وهيدروكسيد سيليكات الكالسيوم والسيليكا ونيتريد الكربون الغرافيتي. ويذكر المصدر نطاقات لمعدل التوليد، لكنه لا يثبت التحول الكلي أو نقاوة الهيدروجين أو استرجاع المحفز أو دوراته أو ثباته طويل الأمد أو ضبط المفاعل أو اقتصاديات تجديد الحامل.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يتفاعل NaBH4 والماء عند 20–75 درجة مئوية بعلاقة وزنية للحامل إلى المحفز 1:1–5:1. ويحتوي المحفز في الصيغ الموصوفة على 20–40% وزنيًا من CaHPO4 و20–30% من Ca6Si6O17(OH)2 و1–10% من SiO2 و20–30% من g-C3N4. وله متوسط قطر مسام 10–25 نانومتر وحجم مسام 0.1–0.4 سم³/غ. وتذكر البراءة نطاق معدل توليد هيدروجين 100–1500 مل دقيقة−1 غ−1 استنادًا إلى وزن NaBH4.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- إنتاج الهيدروجين عند الطلب من بوروهيدريد الصوديوم.
- أبحاث محفزات لأنظمة خلايا الوقود المحمولة.
- تطوير محفزات مسامية للتحلل المائي دون معادن نبيلة.
- تقييم حوامل الهيدروجين الكيميائية عند درجات حرارة معتدلة.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم المحفز أطوار الفوسفات والسيليكات والسيليكا ونيتريد الكربون.
- تُحدد الصفائح المسامية وأبعاد الجسيمات وخصائص المسام.
- يُوصف مسار تحضير من سيليكات الكالسيوم واليوريا وP2O5.
- تُذكر نطاقات معدل الهيدروجين ودرجة حرارة التشغيل.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يُوصف تحضير محفز مختبري وتوصيف المادة ونطاقات معدل هيدروجين مذكورة في البراءة؛ ولم تثبت الدورات على نطاق المفاعل أو التسويق.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم المحفز مطوري أنظمة الهيدروجين المدمجة. ويتطلب التسويق اختبارات مستقلة للمعدل والمردود والنقاوة واسترجاع المحفز ودوراته وتسممه، وضبط الحرارة وتدفق الغاز، وإدارة ميتابورات الصوديوم، واقتصاديات تجديد البوروهيدريد، وتكاليف المواد الأولية والأفران، وقابلية تكرار التوسع، والامتثال لمتطلبات سلامة الهيدروجين. ولم يُتحقق من الأداء بصورة مستقلة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J21/08العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J21/08العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/45العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C01B3/04العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01B3/06العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01B3/065العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J35/393العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/51العمليات 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
- C01P2002/72مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2002/90مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2004/04مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2004/32مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2004/64مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2004/82مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2006/14مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2006/16مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- Y02E60/36خفض انبعاثات غازات الدفيئة [GHG] المتصلة بتوليد الطاقة أو نقلها أو توزيعها
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
- مخترعمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعمحمد نادي عبد الحميد إبراهيم
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- غاز الهيدروجين
- بوروهيدريد الصوديوم
- فوسفات هيدروجين الكالسيوم
- هيدروكسيد سيليكات الكالسيوم
- ثاني أكسيد السيليكون
- نيتريد الكربون الغرافيتي
- تحلل مائي
- محفز نانوي مركب
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.