محفز مدعوم بالغرافيت لتوليد الهيدروجين
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة لإنتاج غاز الهيدروجين من بوروهيدريد الصوديوم
العنوان الإنجليزي: Method of producing hydrogen gas from sodium borohydride
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يطلق بوروهيدريد الصوديوم الهيدروجين ببطء شديد عبر التحلل المائي الذاتي، بينما قد تحد الندرة والتكلفة والسمية من المحفزات الفلزية النبيلة النشطة، كما يجب على أنظمة الهيدروجين إدارة حرارة التفاعل وبقاياه.
أهميتها
يمكن لمحفز من المنغنيز والمغنيسيوم محمول على الغرافيت وقابل للفصل أن يدعم توليد الهيدروجين بصورة مضبوطة، لكن تكرار المعدل وإعادة استخدام المحفز ورشح المنغنيز ونقاوة الغاز والسلامة الحرارية ومناولة ميتابورات الصوديوم والتجديد والاقتصاديات تتطلب تحققاً مستقلاً.
النهج
تحلل الطريقة NaBH4 مائياً بالماء بوجود صفائح غرافيت تحمل قضبان δ-MnO2 النانوية وجسيمات MgO النانوية ضمن شروط محددة للحرارة والنسب الكتلية.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي الهيدروجين، ومطوري مفاعلات الهيدريدات الكيميائية، ومنتجي المحفزات، ومختبرات الطاقة المحمولة، وفرق المواد النانوية التي تدرس محفزات أكسيد المنغنيز المحمولة.
القيمة المحتملة
يجمع الإفصاح بنية محفز δ-MnO2/MgO محمول على الغرافيت ومسارات تحضير المكونات ونسب تحميل المحفز ودرجات حرارة التفاعل ونطاقات معلنة لمعدل توليد الهيدروجين.
الخلفية
الخلفية
يمكن للهيدروجين دعم النقل والعمليات الصناعية والتدفئة وتخزين الطاقة، لكن التخزين والنقل يظلان قيدين رئيسيين. وبوروهيدريد الصوديوم حامل كيميائي ثابت يطلق الهيدروجين بالتحلل المائي، إلا أن تحلله الذاتي أبطأ من أن يناسب مفاهيم عملية كثيرة. ويمكن للمحفزات غير المتجانسة تسريع التفاعل وفصلها عن محلول ميتابورات الصوديوم بسهولة أكبر من المحفزات المتجانسة. ولأن محفزات البلاتين والروثينيوم والبلاديوم تواجه قيود التكلفة والوفرة، يبحث المنشور بديلاً من أكسيد المنغنيز وأكسيد المغنيسيوم محمولاً على الغرافيت.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تستخدم الطريقة المطالب بها جسيمات صفائح غرافيت تحمل قضبان δ-MnO2 النانوية وجسيمات MgO النانوية لتحفيز التحلل المائي لـNaBH4 عند نحو 20 إلى نحو 75°م. وتتراوح النسبة الوزنية بين NaBH4 والمحفز من نحو 1:1 إلى نحو 5:1. وتحدد المطالبات التابعة نسب الغرافيت وδ-MnO2 وMgO وطريقة ترسيب بالموجات فوق الصوتية في وسط محمض ومسارات تحضير مكوني الأكسيد ونوافذ تفاعل أضيق ومعدلات توليد هيدروجين من نحو 100 إلى نحو 2000 مل دقيقة−1 غ−1 استناداً إلى وزن NaBH4.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- توليد محتمل للهيدروجين عند الطلب من بوروهيدريد الصوديوم.
- تطوير محفزات محمولة لمفاعلات الهيدريدات الكيميائية.
- تقييم مختبري لمفاهيم إمداد الهيدروجين المحمولة.
- بحث الواجهات التحفيزية بين δ-MnO2 وMgO المحمولة على الغرافيت.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم أكسيدي المنغنيز والمغنيسيوم المحمولين على الغرافيت بدلاً من الفلزات النبيلة.
- يحدد تركيب المحفز والنسب بين NaBH4 والمحفز.
- يوفر مسارات تحضير لمكونات الأكسيد المرتبطة بالحامل.
- يحدد نطاقات درجة حرارة التفاعل ومعدل توليد الهيدروجين.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يحدد منشور البراءة تحضير المحفز ونطاقات معدل توليد الهيدروجين؛ لم يثبت التسويق، ولم يتم التحقق بشكل مستقل من الأداء المبلغ عنه أو من مرحلة التطوير.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن أن يدعم المحفز ترخيصاً أو تطويراً تعاونياً لمفاعلات هيدروجين الهيدريدات الكيميائية. وينبغي للعمل التجاري التحقق من عمر المحفز واسترجاع الغرافيت والجسيمات ورشح المنغنيز وتكرار المعدل وضبط الحرارة والضغط ونقاوة الهيدروجين وإعادة تدوير ميتابورات الصوديوم وتجديد NaBH4 والمناولة الآمنة للمواد وتكلفة النظام الكلية.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01B3/04العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J21/10العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/34العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/45العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/55العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J23/34العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C01B3/04العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J21/10العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/45العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/55العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C01B2203/0277العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- Y02E60/36خفض انبعاثات غازات الدفيئة [GHG] المتصلة بتوليد الطاقة أو نقلها أو توزيعها
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد نادي عبد الحميد إبراهيم
- مخترعليلى سعد سعيد القرني
- مخترعمها ضيف الله محمد الغامدي
- مخترعريم ضيف الله محمد الغامدي
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- توليد الهيدروجين
- بوروهيدريد الصوديوم
- δ-MnO2
- MgO
- الغرافيت
- التحلل المائي
- محفز 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.