مادة BiOI مدعومة بالكربون لتخزين الطاقة
العنوان الرسمي للبراءة
كربون منشط مشوب لمركبات نانوية قائمة على أوكسي يوديد البزموت
العنوان الإنجليزي: Activated carbon doped for bismuth oxy-iodide-based nanocomposites
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يُعد أوكسي يوديد البزموت مفيداً للتطبيقات الكهربائية والكيميائية الكهربائية، لكنه يعاني من موصلية إلكترونية ذاتية منخفضة نسبياً. كما قد تكون طرق تحضير المركبات السابقة كثيرة الخطوات أو مرتفعة التكلفة أو محدودة الخصائص الكهربائية.
أهميتها
يمكن أن يؤدي تحسين موصلية المواد القائمة على أكاسيد المعادن المدعومة بالكربون والتحكم فيها إلى توسيع تقييمها كمواد للأقطاب والاستشعار والتحفيز والامتزاز وتخزين الطاقة.
النهج
يجمع الاختراع بين أوكسي يوديد البزموت والكربون المنشط الجسيمي، ويحدد تركيب المادة وطريقة تحضيرها. تُخلط محاليل السلائف الجليكولية المسخنة في مذيب، ثم تُبرد وتُرشح للحصول على مركب نانوي يحتوي على نسب محددة من الكربون وبنى نانوية مجوفة من BiOI وخصائص كهربائية محددة.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة موردي المواد المتقدمة، ومطوري الأجهزة الكهروكيميائية، ومصنعي المستشعرات والمحفزات، والمختبرات البحثية التي تدرس المركبات النانوية الموصلة.
القيمة المحتملة
يوفر الكشف تركيباً محدداً من الكربون المنشط وBiOI وتسلسلاً قابلاً للتكرار لخطوات التسخين والخلط والتبريد والترشيح، إلى جانب معلمات قابلة للقياس للتركيب والبنية والموصلية وثابت العزل والممانعة.
الخلفية
الخلفية
يتميز الكربون المنشط بمساحة سطحية مرتفعة ومسام قابلة للضبط واستقرار كيميائي وحراري، ولذلك يُستخدم دعامةً شائعة في مواد الامتزاز والأقطاب والتحفيز. يمتلك BiOI بنية شبه موصلة طبقية يمكن أن تسهل انتشار الأيونات وانتقال الإلكترونات، إلا أن موصليته الإلكترونية الذاتية محدودة. وتشير البراءة إلى أن مركبات BiOI المطورة سابقاً قد تتطلب تحضيراً معقداً أو مكلفاً وقد تبقى ذات خصائص كهربائية ضعيفة، مما حفز تطوير مادة مطعمة بالكربون بخصائص محددة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تحتوي المادة على ما لا يقل عن 90% وزناً من أوكسي يوديد البزموت و1–10% وزناً من الكربون المنشط، مع عناصر حماية تحدد شكل جسيمات الكربون وبنية المسام والكرات النانوية المجوفة من BiOI وأبعاد البلورات وعدم وجود الجرافين أو ألياف الكربون النانوية أو الأنابيب النانوية. وتشمل طريقة التحضير تسخين محاليل جليكولية من نترات البزموت والكربون المنشط ويوديد البوتاسيوم إلى 100 درجة مئوية، ثم جمعها في مذيب وتبريد التفاعل وعزل المنتج بالترشيح.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- مادة مرشحة للأقطاب في المكثفات الفائقة أو البطاريات أو الأجهزة الكهروكيميائية الأخرى.
- منصات مركبات نانوية موصلة أو عازلة للاستشعار الكهربائي والكيميائي الكهربائي.
- مادة شبه موصلة مدعومة بالكربون لتقييم التحفيز الضوئي أو التحفيز غير المتجانس.
- مادة مركبة مسامية لدراسات امتزاز الغازات أو السوائل أو معالجة المياه.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- تستخدم الصيغة المطالب بها الكربون المنشط دون جرافين أو ألياف كربون نانوية أو أنابيب نانوية.
- يُحدد التركيب وبنية الجسيمات وأبعاد البلورات ومحتوى الكربون بصورة صريحة.
- تورد البراءة خصائص قابلة للقياس للموصلية المستمرة والمتناوبة وثابت العزل والممانعة.
- يتبع التحضير عمليات محددة للتسخين والخلط والتبريد والترشيح.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
تصف البراءة تحضير المادة وتورد توصيفاً بنيوياً وكهربائياً؛ ولم يتم التحقق بشكل مستقل من التوسع التصنيعي أو جاهزية منتج تجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
تشمل الفرص المحتملة إنتاج مواد متخصصة أو ترخيصها لمطوري الأقطاب والمستشعرات والمحفزات ومكونات المركبات النانوية الموصلة. ويلزم التحقق المستقل من أداء كل منتج وقابلية تكرار التوسع في الإنتاج ومتطلبات المناولة البيئية والتكامل واختبارات التطبيق.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01B32/318العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- 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
- C01B32/318العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B82Y40/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
- C01G29/00المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
- مخترعمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعفيصل خويشان لافي القثامي
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- أوكسي يوديد البزموت
- الكربون المنشط
- مركب نانوي
- الموصلية الكهربائية
- الخصائص العازلة
- كرات نانوية مجوفة
- مواد الأقطاب
- التحضير بالجليكول
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.