| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2031834
ГІДРОРЕАГІРУЮЩІЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ І СПОСІБ ЙОГО ОДЕРЖАННЯ
Ім'я винахідника: Кирилов Володимир Іванович; Ястребов Олександр Миколайович
Ім'я патентовласника: Кирилов Володимир Іванович; Ястребов Олександр Миколайович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1990.06.07
Область застосування: в воднево-кисневих паливних елементах, двигунах внутрішнього згоряння, газогенераторах для апаратів руки і т. Д. Сутність: матеріал для отримання водню містить компоненти при наступному співвідношенні, мас. %: Цинк 0,5 - 0,02; каталізатор 0,5 - 3,0. Причому в якості каталізатора використовують нікель і / або кобальт, і / або марганець. Матеріал отримують наступним чином: магній нагрівають до температури плавлення і вводять в нього каталізатор і цинк. Розплав перемішують і розливають. Виливок охолоджують зі швидкістю 0,1 - 2,0 град / с. Концентрацію каталізатора в сплаві визначають залежно від необхідної швидкості виділення водню за формулою: v = 14 c · e 0,0036t, де v - швидкість виділення водню, см 3 / см 2 с - концентрація каталізатора в сплаві, мас. %; е - основа натурального логарифма; t - температура в зоні реакції освіти водню, 14 - коефіцієнт.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі енергетики водню, зокрема до металевих сполук, що виділяють водень при взаємодії з водою, і застосовується в воднево-кисневих паливних елементах, двигунах внутрішнього згоряння, понтонах для продувки воднем, газогенераторах для апаратів різання, зварювання та пайки металів, плазмохімії для створення відновної газового середовища і т.д.
Існують різні технології отримання водню, наприклад, електролізом води, обробки кам'яного вугілля за допомогою відомих водогазового реакцій, обробки природних газів і з металевих з'єднань.
Відомий клас металевих сполук, які називаються гідридами і є джерелами водню - гідриди лужних, лужноземельних металів та їх сплавів, металів III групи та їх сплавів і т.д. [1]. Гідриди при одних умовах поглинають водень, а при інших - його виділяють.
Перераховані вище джерела водню є дорогими (дорогі метали використовуються в них, складна технологія отримання як самих гідридів, так і водню з них). Крім того, реакції отримання водню з гідридів інерційні, так як гідриди хімічно нестійкі.
Магній є найбільш дешевим з вище перерахованих металів, тому отримання водню з його гідридів знайшло досить широке застосування.
Відомий, наприклад, склад для акумулювання водню на основі магнію, що містить 20-30 мас.% Нікелю і додатково 0,15-1,5 мас.% Кремнію для підвищення його сорбційної ємності [2].
Недоліками такого складу є його низька корозійна стійкість, так як магній є дуже активним при взаємодії з водою, і низький коефіцієнт корисної дії через великий вміст нікелю. Такі склади вимагають особливих умов зберігання.
Відомі матеріали для отримання водню при взаємодії їх з водою, звані гідрореагірующімі.
До таких матеріалів відносяться, наприклад, матеріали на основі алюмінію, що містять в якості каталізатора різні метали.
Мета досягається тим, що гідрореагірующій матеріал для отримання водню містить цинк, каталізатор і магній при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Цинк 0,05-0,02 Каталізатор 0,5-3,0 Магній інше причому в якості каталізатора використовують нікель і кобальт і / або марганець.
Мета досягається і тим, що при виробництві гідрореагірующего матеріалу, що включає нагрів основи матеріалу, введення в нього каталізатора, виливок матеріалу і його охолодження, в якості основи використовують магній, який нагрівають до температури плавлення, в розплав вводять каталізатор і пасиватор, перемішують, а виливок отриманого сплаву охолоджують зі швидкістю 0,1-2,0 град / с. При цьому концентрацію добавок каталізатора визначають залежно від необхідної швидкості виділення водню за такою формулою: 
де С - концентрація каталізатора в сплаві, мас.%;
V - швидкість виділення водню, см 3 / см 2;
l - основа натуральних логарифмів;
t - температура в зоні реакції освіти водню, о С;
14 - коефіцієнт.
Результати експериментальних досліджень показали, що в залежності від кількості каталізатора і пасиватора сплави проявляють дещо різні властивості, при цьому має значення і швидкість охолодження виливки з цих сплавів.
Приклад 1. Сплав для швидкого реагування, який використовується, наприклад, для продування системи підводного човна. У індукційну піч поміщали 20 кг магнію, наприклад, марки МГ95, розплавляли його, вводили в твердому вигляді 0,6 кг нікелю (3 мас.%) І 0,05 кг цинку, наприклад, марки ЦО. Сплав перемішували за допомогою механічної мішалки, потім виробляли розливання і виливок, охолоджували зі швидкістю 2 град / с до 50 о С, тобто розливання виробляли в водоохолоджувальну форму. При цьому швидкість виділення водню при взаємодії з морською водою складає 100 м 3 / с.
Приклад 2. Сплав повільного реагування, який використовується, наприклад, для Гідростат морських буїв. Склад сплаву, мас.%: Нікель 0,5; кобальт 0,2; цинк 0,05. Виливок сплаву охолоджували зі швидкістю 0,1 град / с до 50 о С. Структура сплаву менш щільна, ніж у прикладі 1, так як швидкість охолодження менше. Швидкість виділення водню при взаємодії з морською водою 10 м 3 / с.
Приклад 3. Сплав для використання, наприклад, в двигунах внутрішнього згоряння. Склад сплаву, мас.%: Нікель 1; марганець 0,02; цинк 0,03. У всіх прикладах температура реакції виділення водню 100 о С.
Приклад розрахунку. Припустимо, потрібно швидкість виділення водню 10 см / см xx хв при Т = 100 о С. Тоді концентрація каталізатора визначається за рівнянням: 
Таким чином С - шукана концентрація каталізатора для цієї швидкості газовиділення дорівнює:
С = 0,5 мас.%
Інші приклади сплавів з різним вмістом компонентів наведені в таблиці.
Результати експериментів показують, що найбільше значення для ефективності виділення водню має кількість нікелю в сплаві.
Таким чином, запропонований склад гідрореагірующего матеріалу має високу корозійну стійкість на повітрі, при цьому коефіцієнт корисної дії процесу виділення водню становить 99,0-99,9%.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Гідрореагірующій матеріал для отримання водню, що містить цинк, каталізатор і магній, що відрізняється тим, що, з метою підвищення корозійної стійкості матеріалу на повітрі і водородопроізводітельності, як каталізатор використовують нікель і / або кобальт, і / або марганець при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
Цинк - 0,5 - 0,02
Каталізатор - 0,5 - 3,0
Магній - Все інше
2. Спосіб отримання гідрореагірующего матеріалу для отримання водню, що включає нагрів речовини, що виділяє водень, введення в нього каталізатора, розливання матеріалу і охолодження виливки, що відрізняється тим, що, з метою підвищення корозійної стійкості матеріалу на повітрі і водородопроізводітельності, як речовини, що виділяє водень , використовують магній, його нагрівання здійснюють до температури плавлення і в розплав одночасно з каталізатором вводять цинк, перемішують, а охолодження виливки здійснюють зі швидкістю 0,1 - 2,0 град / с, причому концентрацію каталізатора в сплаві визначають залежно від необхідної швидкості виділення водню за формулою 
де V - швидкість виділення водню, см 3 / см 2;
C - концентрація каталізатора в сплаві, мас.%;
t - температура в зоні реакції освіти водню;
e - основа натурального логарифма;
14 - коефіцієнт.
Версія для друку
Дата публікації 29.02.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.