2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение22.10.2012, 14:02 
Аватара пользователя


20/10/12
21
Серпухов
В случае хранения водорода в гидридной форме отпадает необходимость в громоздких и тяжёлых баллонах, требуемых при хранении газообразного водорода в сжатом виде, или сложных в изготовлении и дорогих сосудов для хранения жидкого водорода. При хранении водорода в виде гидридов объём системы уменьшается примерно в 3 раза по сравнению с объёмом хранения в баллонах. Упрощается транспортирование водорода. Отпадают расходы на конверсию и сжижение водорода.

Водород из гидридов металлов можно получить по двум реакциям: гидролиза и диссоциации.

Методом гидролиза можно получать вдвое больше водорода, чем его находится в гидриде. Однако этот процесс практически необратим. Метод получения водорода термической диссоциацией гидрида даёт возможность создать аккумуляторы водорода, для которых незначительное изменение температуры и давления в системе вызывает существенное изменение равновесия реакции образования гидрида.

Собственно вопрос к форумчанам, какой гидрид будет оптимальным для термической диссоциации по совокупности следующих параметров: низкая температура насыщения водородом "зарядка" (не выше 500К), высокий процент удельного содержания водорода (выше 3% по массе). В данный момент использую гидрид титана, но он меня не устраивает высокой температурой "зарядки" (650К) и сложным процессом "заряда" (нужно нагревать в вакууме до 1000К, потом охлаждать в среде водорода до 650К).

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение22.10.2012, 22:01 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
Насколько мне известно, водород хорошо растворяется в металлах платиновой группы...Но...это слишком дорого.

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 07:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/08/06
2180
Уфа
Гидрид лития, вроде, часто используется как источник водорода.
А если водород в этом гидриде в основном состоит из изотопа дейтерия, а литий из изотопа с массовым числом 6, то ещё выгоднее получается :mrgreen:

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 08:36 
Аватара пользователя


20/10/12
21
Серпухов
Comanchero, worm2, благодарю. С литием связываться крайне не хочется (дрянь еще та). А что скажете про гидрид магния? Можно ли повысить его водородоемкость с 1.7% до 2.5 - 3%?

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 10:06 


29/05/12
235
worm2 правильно указал на $LiH$ как на источник водорода. В других гидридах, в том числе и в $MgH_2$, содержание водорода уже меньше.
в $LiH$ доля водорода 1/7
а в $MgH_2$ доля водорода 1/12
Судите сами...
В то же время у меня вопрос: что такое водородоемкость? и как ее можно повышать, если в соединении всегда строго определенная доля элемента (растворение водорода в платиновой губке не учитываем).
И почему "С литием связываться крайне не хочется (дрянь еще та)..."? Магний по своим свойствам очень похож на магний (диагональное сходство в периодическом законе). Та же самая "дрянь" :D

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 16:54 
Аватара пользователя


20/10/12
21
Серпухов
kda_ximik в сообщении #634619 писал(а):
В то же время у меня вопрос: что такое водородоемкость? и как ее можно повышать, если в соединении всегда строго определенная доля элемента (растворение водорода в платиновой губке не учитываем).
И почему "С литием связываться крайне не хочется (дрянь еще та)..."? Магний по своим свойствам очень похож на магний (диагональное сходство в периодическом законе). Та же самая "дрянь" :D


я с химией на "Вы", поэтому могу морозить бред и нести глупость :D

Литий требует хранения его в керосине, магний же можно просто хранить в сухой пробирке (да, он покрывается оксидом, но не вспыхивает на воздухе у тебя перед носом, как порошок лития).

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 19:18 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
kda_ximik в сообщении #634619 писал(а):
В других гидридах,

Если гидрид - это химическое соединение(в данном случае), то его извлечения из "накопителя" будеть энергетически затратнее, чем растворённого водорода в кристаллической решётке без химсвязи...

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 21:41 
Аватара пользователя


20/10/12
21
Серпухов
Comanchero в сообщении #634870 писал(а):
kda_ximik в сообщении #634619 писал(а):
В других гидридах,

Если гидрид - это химическое соединение(в данном случае), то его извлечения из "накопителя" будеть энергетически затратнее, чем растворённого водорода в кристаллической решётке без химсвязи...


eyeball в сообщении #634107 писал(а):
Водород из гидридов металлов можно получить по двум реакциям: гидролиза и диссоциации.

Методом гидролиза можно получать вдвое больше водорода, чем его находится в гидриде. Однако этот процесс практически необратим. Метод получения водорода термической диссоциацией гидрида даёт возможность создать аккумуляторы водорода, для которых незначительное изменение температуры и давления в системе вызывает существенное изменение равновесия реакции образования гидрида.

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 21:52 


29/05/12
235
eyeball в сообщении #634794 писал(а):
kda_ximik в сообщении #634619 писал(а):
В то же время у меня вопрос: что такое водородоемкость? и как ее можно повышать, если в соединении всегда строго определенная доля элемента (растворение водорода в платиновой губке не учитываем).
И почему "С литием связываться крайне не хочется (дрянь еще та)..."? Магний по своим свойствам очень похож на магний (диагональное сходство в периодическом законе). Та же самая "дрянь" :D


я с химией на "Вы", поэтому могу морозить бред и нести глупость :D

Литий требует хранения его в керосине, магний же можно просто хранить в сухой пробирке (да, он покрывается оксидом, но не вспыхивает на воздухе у тебя перед носом, как порошок лития).


Литий не вспыхивает на воздухе, а медленно окисляется. Тыщу раз с ним работал. Более того, литий в керосине не тонет.
Даже натрий не вспыхивает в сухом воздухе

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение23.10.2012, 23:31 
Аватара пользователя


20/10/12
21
Серпухов
kda_ximik в сообщении #635032 писал(а):
Литий не вспыхивает на воздухе

даже мелкодисперсный порошок (D частиц < 100мкм)?

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение24.10.2012, 07:02 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
eyeball в сообщении #635068 писал(а):
даже мелкодисперсный порошок (D частиц < 100мкм)?

Тонкая фольга металлического лития из литиевого аккумулятора окисляется на воздухе в момент разборки. Скорее даже не окисляется, а покрывается рыхлым белым порошком гидроксида лития.

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение24.10.2012, 21:47 
Аватара пользователя


20/10/12
21
Серпухов
Спасибо всем. Определился, буду использовать гидрид магния, подкупила его дешевизна и относительно низкие необходимые температуры.

Вопрос закрыт.

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение06.12.2012, 23:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
1955
Минск, Беларусь
Comanchero в сообщении #635103 писал(а):
Скорее даже не окисляется, а покрывается рыхлым белым порошком гидроксида лития.
Именно окисляется, причём с образованием смеси оксида, гидроксида, нитрида и карбоната.

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение18.02.2013, 02:06 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/10/05
2589
Москва,физфак МГУ,1990г
Водород хранить и получить ?
Всё просто :
http://elementy.ru/lib/431264

 Профиль  
                  
 
 Re: Выбор гидрида металла для хранения водорода
Сообщение25.10.2013, 03:37 


25/10/13
2
Цитата:
Спасибо всем. Определился, буду использовать гидрид магния, подкупила его дешевизна и относительно низкие необходимые температуры.



Занимаюсь гидридами и диффузией водорода в гидридах в лаборатории межфазовых процессов каф.ЭТТ СПбГУ.
Имел дело с множеством гидридов и могу очень очень долго рассказывать про всякие тонкости и про то, почему на кривой козе к синтезу гидридов не подъедешь особо.

Насчет магния - я год делал установку по синтезу магния и отлаживал тех.процесс.
Это не так тривиально как кажется.
Чтобы добиться полноты гидрирования микрочастичек магниевого порошка (только тогда можно получить 7,5% весовых водорода в магнии для MgH2) необходимы некоторые пляски с бубном.
В частности, у меня в установке давление 100-120 атмосфер, термостабилизация 0,5 градуса при температуре 450 градусов.
Равномерность прогрева колбы и отсутствие градиента достигается за счет малого объема колбы - 1,5 кубика. За один синтез на установке размером (вместе со всеми вентилями, насосами, фильтрами и т.п.) с два хороших больших стола я делаю только 250 мг. гидрида магния.

Использую мелкодисперсные порошки сверхчистого и счистого магния. Очень много зависит от дисперсности порошка. Крупные порошинки не прогидрируются полностью, а создадут гидридную корку вокруг металлического ядра, и достичь стехиометрии MgH2 не получится.
Магний с примесями будет иметь другую кинетику гидрирования, а соответственно и другие условия.
Из более-менее коммерчески доступных порошков использую МПФ-4.

Важно использовать чистый водород при гидрировании из газовой фазы, иначе образец пассивируется примесями.

Кроме того магний неудобен в использовании с точки зрения малых равновесных давлений.
При температуре 350 градусов равновесное давление водорода над гидридом магния всего чуть-чуть превышает атмосферное.
При 450 градусах оно около 10 атмосфер (могу ошибаться слегка, на память цифры привожу).
при 650 градусах магний плавится уже и может изгадить то, в чем его плавят.

Кроме того сам магний да и гидрид магния очень хорошо горят и не тушатся водой. Тушение магниевых пожаров производят песком. И то это не особо помогает обычно =)


Кроме того он гидролизуется на воздухе при длительном хранении.


Можно вопрос - вам зачем гидриды? Какая задача стоит? Может быть я другой гидрид посоветую, или альтернативное решение задачи?

Если будут вопросы или захотите про синтез гидрида магния поговорить подробнее, то можете мне написать в контакте, id9846.
Дмитрий Елец.

-- 25.10.2013, 04:41 --

еще есть проверенный годами сплав лантан-никель5.
формирует раствор водорода LaNi5H6
емкость - 1,5 вес.% водорода.
2 атмосферы давление при комнатной температуре.
зарядка при комнатной температуре с превышением давления 10-15 атм.

у меня есть баллончик 1 литр.
В нем содержится 300 нормальных литров водорода.
дать не могу, используется в экспериментах.

можно обсудить варианты как нам соорудить для вас такой же баллончик.
сделать сплав теоретически могу. только вот лантана нет в достаточных количествах.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 38 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group