Методическая статья

Простой, недорогой, и надежная система для измерения объема водорода, выделяемого при химических реакциях с водными растворами

DOI:

10.3791/54383

⸱

17 августа 2016 г.

 ,  ,  ,  , 
1Department of Chemistry, Loughborough University, 2Intelligent Energy Ltd

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Изучение методов получения водорода по требованию для топливных элементов продолжает расти. Тем не менее, системы измерения выделения водорода в результате реакции химических веществ с водой могут быть сложными и дорогими. В этой статье подробно описывается простой, недорогой и надежный метод измерения эволюции газообразного водорода.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Существует растущий исследовательский интерес к разработке портативных систем, которые могут доставлять водород по требованию в водородные топливные элементы с протонообменной мембраной (PEM). Исследователям, стремящимся разработать такие системы, требуется метод измерения генерируемого водорода. В данной работе мы описываем простой, недорогой и надежный метод измерения водорода, образующегося в результате реакции твердых тел с водными растворами. Реакции проводятся в обычной колбе с круглым дном с одним горлышком, помещенной в водяную баню с регулируемой температурой. Водород, образующийся в результате реакции в колбе, направляется через трубки в заполненный водой перевернутый измерительный цилиндр. Вода, вытесненная из мерного цилиндра поступающим газом, отводится в стакан на весах. Весы подключаются к компьютеру, а изменение массового считывания весов с течением времени фиксируется с помощью программ для сбора данных и работы с электронными таблицами. Затем данные могут быть приблизительно скорректированы для водяного пара с использованием описанного здесь способа, а также могут быть выведены такие параметры, как общий выход водорода, скорость генерации водорода и период индукции. Размер измерительного цилиндра и разрешение весов можно изменять, чтобы адаптировать конфигурацию к различным объемам водорода и расходу.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Из-за их высокой плотности энергии, литий-ионные батареи в настоящее время одним из самых популярных источников питания для портативной бытовой электроники. Тем не менее, количество энергии, которое может быть доставлено с помощью батареи ограничено. Существует, таким образом, в настоящее время большой интерес к разработке альтернативных методов обеспечения портативную силу. Одним из наиболее перспективных методов является использование протонной обменной мембраной (ПОМ) топливных элементов, которые вырабатывают электроэнергию и воду, комбинируя водород и кислород. Топливные элементы PEM имеют два основных преимущества по сравнению с батареями. Во-первых, топливные элементы PEM может обеспечить питание в течение более длительного периода времени (до тех пор, как поток водорода поддерживается). Во- вторых, в зависимости от источника топлива, топливные элементы PEM могут иметь значительно большую плотность энергии , чем батареи, это означает , что меньшая система может обеспечить больше энергии. 1,2 В результате этого, существует в настоящее время большое количество исследований , направленных в развивающихся портативных, по требованию источников водорода. 2-7 Один из методов , который в настоящее время уделяется большое внимание , является образование водорода путем реакции химических веществ с водой. 8,9

Одним из наиболее важных параметров, которые должны быть измерены в этих реакциях является выделение водорода. Для простых реакций, таких, как выделение водорода путем добавления химических материалов для хранения водорода в водных растворах, предпочтительно, иметь простую и недорогую систему измерения. Примером такой системы может служить методом вытеснения воды, в котором объем газа, образующегося в результате химической реакции измеряется просто путем отслеживания объема воды, вытесненной из перевернутого заполненной водой мерный цилиндр. Этот метод возник в пневматической корыта, который был разработан ботаник Стивен Хейлс , а затем адаптированной и поставить ее самого известного использования Джозефа Пристли выделить несколько газов, включая кислород, в 18 - м веке. 10,11 Метод водоизмещениеприменим к любому газу , который не является особенно растворимым в воде, включая водород, и до сих пор широко используется для учета объема водорода , образовавшегося из реакций различных химических веществ, таких , как боргидрид натрия, алюминия и ферросилиция, с водой. 12- 20

Тем не менее, этот метод классический водоизмещение, включая ручной режим записи изменений уровня воды в газ эволюционировал, является утомительным и может, при более высоких скоростях потока газа, когда уровень воды быстро меняется, быть неточными, так как трудно для экспериментатора принимать точные показания. Вручную записанные данные также по своей природе с низким содержанием временным разрешением, а экспериментатор не может реально снимать показания при меньших интервалах, чем ~ 10 сек.

Ряд исследователей удалось преодолеть эту проблему с помощью камер для записи программного обеспечения процесса вытеснения воды и анализа данных для извлечения изменение объема с течением времени. 21-25 Тем не менее, этот гequires знание компьютерного программирования и относительно дорогостоящего оборудования. Другие исследователи использовали метров массового потока для записи потока водорода. 26-29 Тем не менее, они часто способны только обнаруживать газ в узком диапазоне, и лучше подходят для применений , в которых поток поддерживается на относительно постоянной уровень.

Более простой подход к получению более высокого разрешения, более точные данные , чтобы направить воды , вытесненной выделением водорода в приемный сосуд , который находится на балансе массы. 30-35 Изменение этого метода , описанного здесь делает использование общего лабораторного класса и изделия из стекла недорогой коммерчески доступный баланс для записи выделение водорода из реакции кремния с водными растворами гидроксида натрия. Вместо того, чтобы вручную записаны, то данные записываются в таблицу с использованием пакета программного обеспечения для сбора данных, который позволяет баланс посылать данные на компьютер. ДолжноСледует отметить, что в то время как этот метод подходит для измерения выделения водорода по шкале миллилитр, он не подходит для измерения очень мала (в связи с неопределенностью в балансе) или очень большой (из-за ограниченного размера измерительного цилиндра) объемов водород без соответствующей адаптации (т.е. с использованием более высокого разрешения баланса или больший цилиндр) для измерения.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. наладку регистрации данных программного обеспечения

  1. Установите сбор данных и программное обеспечение электронных таблиц на компьютере, оснащенном последовательный порт RS232.
  2. Подключите компьютер к весам, используя соответствующий разъем RS232 кабель (в этом методе и компьютер, и баланс необходим разъем 9-контактный разъем). Баланс, как правило, быть подключен к COM1.
  3. Откройте программное обеспечение для сбора данных.
  4. Для регистрации данных в электронную таблицу (например, Excel), выберите 'Mode', затем 'Отправить нажатия клавиш "введите имя соответствующего программного обеспечения с электронными таблицами в' Application Title Bar Text 'и выберите' excel.exe 'в 'Командная строка', а затем нажмите кнопку "OK". Отметка должна появиться рядом с надписью "Отправить нажатия клавиш" в раскрывающемся меню "Mode '.
  5. Перейти к "Порт", то "Настройки" и убедитесь, что значения подходят к балансу в вопросе, а затем нажмите кнопку "OK";.
  6. Перейти к 'Определить', затем 'Определить входной структуру записи данных "и выберите" Числовой символ получил "в" начало записи события »раздела и« возврата каретки или CRLF Полученное "в" Конец записи события »раздела, а затем нажмите "Продолжить".
  7. Когда появится окно под названием «Ввод Структура записи ', выберите' Каждая запись данных содержит одно поле данных", а затем нажмите кнопку "Продолжить".
  8. Когда окно под названием 'Input Record Editor Definition - Отправка нажатий клавиш Режим "появляется: в поле 1, установите' Input Filter 'к' числовых данных только 'и' Поле постамбула Нажатие клавиш 'на' {Tab} {Минута}: {Second } {} {ЛЕВЫЙ DOWN} ', а затем нажмите кнопку "OK".
  9. Перейти к "Определить", а затем "Определить горячие клавиши и горячие действия. Выберите Hot Key 1, затем выберите горячих клавиш Действие "Suspend WinWedge" и назначить этот Горячий Ключ KeyStroke из 'BACKSPACE' и нажмитеОК.
  10. Перейти к "Файл", затем "Сохранить как", и сохраните метод в соответствующей папке.

2. Экспериментальная установка

  1. Добавьте воду в стеклянную емкость до тех пор, пока примерно на ¾. Затем поместите чашу стекла на контролируемой температурой мешалка-конфорки и тепла до 50 ° C; В качестве альтернативы, используйте ванну терморегулятором воды.
  2. Добавить деионизованную воду (5 мл) в 50-мл круглодонную колбу, и Помещают это в водяной бане таким образом, чтобы уровень воды в ванне значительно выше уровня воды в колбе.
  3. Вставьте термометр в шейке круглодонную колбу для контроля температуры воды (после уравновешивания, чтобы температура воды в колбе, как правило, ~ 5 ° С ниже, чем заданное значение на плитке).
    Примечание: установка готова, когда температура воды в колбе остается постоянной в течение 10 мин.
  4. Заполните стакан деионизированной водой.
  5. Поместите пустой стакан на регистрации данных баланса.
  6. Построить мост из пластикового листа, который может переносить воду из носика стакана в пустой стакан, на регистрации данных баланса. Убедитесь в том, что пластмассовый мост не в физическом контакте с мензурку на данных каротажа баланса.
  7. Наполните 500 мл мерный цилиндр с деионизированной водой.
  8. В то время как охватывающий открытый конец с рукой в ​​перчатке, инвертировать мерный цилиндр и поместите его в мензурку так, чтобы открытый конец измерительного цилиндра чуть ниже поверхности воды.
  9. Используйте подставку реторты, оснащенный двумя боссами и зажимы для поддержки измерительного цилиндра. В зависимости от размера измерительного цилиндра, место противовесы на базе штативу, чтобы предотвратить его от падения из-за веса воды.
  10. Отрегулируйте положение стакана таким образом, что носик находится в контакте с пластиковой мостом.
  11. Осторожно поднимите измерительный цилиндра кLlow выпуск воды и попадание воздуха, чтобы гарантировать, что уровень воздуха в измерительном цилиндре соответствует в начале каждого эксперимента (например, 100 мл воздуха).
  12. Вставьте небазисной стекла совместный конец модифицированного адаптера в длине трубки. Уплотнение тщательно оборачивать вокруг парафином связи между шарниром и трубкой.
  13. Вставьте конец трубки в мерный цилиндр.
  14. Убедитесь, что добавление избытка воды приведет к его стекания на баланс путем добавления воды в стакан. Утечки могут возникать при высокой скорости потока при соединении между носиком мензурке и пластмассового моста.
  15. Убедитесь в том, что баланс не ноль. При необходимости добавить немного воды в стакан на регистрации данных баланса.
  16. Используя баланс, отвесить либо 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 или 0,25 г кремния в небольшой стеклянный флакон; не использовать пластиковую лодку весом, как некоторые кремния, как правило, в ловушке на внутреннийгорло колбы при добавлении к реакционной смеси с взвешенную лодочку. Эта проблема решается путем вместо того, чтобы быстро инвертировать небольшой стеклянный пузырек в горловину колбы.

3. Процедура Экспериментальная

  1. Добавить раствор гидроксида натрия (5 мл, 20% масс) в 50 мл круглодонную колбу, и Помещают это в водяной бане таким образом, чтобы уровень воды в ванне значительно выше уровня воды в колбе.
  2. Вставьте термометр в шейке круглодонную колбу для контроля температуры раствора (после уравновешивания, чтобы температура воды в колбе в этой установки, как правило, ~ 5 ° С ниже, чем заданное значение на плитке).
  3. Оставьте в течение 10 минут для уравновешивания.
  4. До окончания периода уравновешивания, откройте новую таблицу в пакете программного обеспечения с электронными таблицами, а затем откройте программное обеспечение для сбора данных. Загрузите метод, созданный на шаге 1, перейдя в "Файл" на программное обеспечение для сбора данныхменю Пуск, а затем "Открытый метод".
  5. Незадолго до 10 мин периода уравновешивания должен завершиться, перейдите в раздел "Активировать", а затем нажмите на кнопку "Нормальный режим". Данные будут начать после входа в систему пакета электронных таблиц программного обеспечения.
  6. В конце 10-минутного периода уравновешивания, добавьте кремния быстро переворачивая стеклянный пузырек и осаждения кремния в растворе гидроксида натрия.
  7. Быстро поместить матовое стекло стык переходника, который прикреплен к трубке в шейке круглодонную колбу. Нулевой баланс. В тот момент, при котором баланс обнуляется будет принято в качестве времени (T) = 0 в анализе данных.
  8. Через 10 мин прошло, остановите запись данных, нажав клавишу возврата, а затем выбрать опцию "Quit" в меню программного обеспечения для сбора данных. Сохраните файл в пакете с электронными таблицами программного обеспечения.
  9. Извлеките адаптер, который присоединен к трубке из круглодонную колбу и добавляют воду до диеNCH ​​реакции.
  10. Изолируйте твердый остаток в колбе для последующего анализа с помощью центрифугирования или гравитационной фильтрации, или передать всю реакционную смесь в стакан и нейтрализуют хлористоводородной кислотой (1 М) и утилизировать отходы надлежащим образом.

Анализ 4. Данные

  1. Убедитесь в том, что данные загружаются в соответствующий пакет программного обеспечения с электронными таблицами.
  2. Найдите точку, в которой обнуляется баланс; это считается (Т) = 0 точка реакции.
  3. Удалите данные, которые предшествует этому.
  4. Вставьте столбец слева от этих данных. Это будет содержать время.
  5. Добавьте соответствующие интервалы времени, начиная с нуля, в столбец, который только что был вставлен. Весы, используемые в этих исследованиях регистрируется 8,5 точек данных в секунду, и, таким образом, были использованы временные интервалы 0.117647 (= 1 / 8.5) сек.
  6. Рассмотрим газ, который был собран над водой, чтобы быть насыщенным водяным паром. Во время Collectионный процесс, уровень воды в мерный цилиндр регулирует для поддержания внутреннего давления в измерительном цилиндре при атмосферном давлении.
  7. Применить приблизительный коэффициент коррекции , используя закон Дальтона, в котором говорится , что сумма отдельных парциальных давлений газов в смеси (P 1 ... P п) равно общему давлению (P TOT). Как, если температура в помещении составляет 298 K, парциальное давление водяного пара 31,69.9 Па, а общее давление газа в измерительном цилиндре при атмосферном давлении (101325 Па), можно вычислить, что есть приблизительно 3,08% паров воды по объему в собранном газе. Расчетный объем водяного пара в водороде при других температурах, используя парциальное давление водяного пара при данной температуре.
  8. Для того, чтобы получить оценку количества водорода, образовавшегося (если температура в помещении составляет 298 K), умножить объем газа на 0,97.
  9. Рассчитайте начальный гидрогенераторных скорость генерации путем подгонки линейную линию тренда к начальной крутой наклон кривой для выработки водорода.
  10. Возьмите индукционный период, как время, необходимое для воды, чтобы быть вытеснен из измерительного цилиндра. Эти оценки периода индукции не являются абсолютными; фактическая реакция генерации водорода начинается до конца 'периода индукции, оцениваемых в этих экспериментах, как определенное количество водорода должно быть сгенерированы, чтобы иметь возможность начать вытесняя воду. Тем не менее, эти значения не позволяют провести оценку относительного изменения периода индукции между экспериментами.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Для исследования воспроизводимости экспериментальной установки, различные массы кремния реагируют с водными растворами гидроксида натрия для получения водорода. Каждую реакцию проводили в трех повторностях. Кривые среднего поколения водорода показаны на рисунке 1. Средние суммарные выходы водорода, скорости образования водорода и периоды индукции для каждой массы кремния были также рассчитаны и построены с погрешностями , представляющими одно стандартное отклонение на рисунках 2, 3 и 4, соответственно. Существовал очень небольшое отклонение в полных выходов водорода и скорости образования водорода между реакциями, а также более высокий уровень отклонения в индукционных периодов.

figure-results-1
Рисунок 1: Пример графиков генерации водорода из Reactiна кремния с водным раствором гидроксида натрия. Различные массы кремния (0,05, 0,10, 0,15, 0,20 и 0,25 г) подвергали взаимодействию с водным раствором гидроксида натрия (5 мл, 20 мас%) при 50 ° С. Генерирование водорода регистрировали в течение 10 мин. Реакции проводились в трех экземплярах и результаты усредняются. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

figure-results-2
Рисунок 2:. Пример Водородные дают величины из реакции кремния с водным раствором гидроксида натрия Суммарные объемы водорода эволюционировали в течение 10 мин , были выведены из кривых для выработки водорода. Средние суммарные выходы водорода для каждой массы кремния были получены и нанесены. Можно видеть, что существует линейная зависимость между массой OF кремния, используемый в реакции, и объем водорода, образовавшегося при таких условиях проведения реакции. Столбики ошибок обозначают одно стандартное отклонение от общего числа выходов водорода. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

figure-results-3
Рисунок 3:. Пример получения водорода значений скорости из реакции кремния с водным раствором гидроксида натрия Начальные или максимальные скорости генерации водорода для каждой массы кремния рассчитывали из кривых для выработки водорода. Средние начальные или максимальные скорости передачи для выработки водорода для каждой массы кремния были получены и нанесены. Можно видеть, что, в среднем, существует зависимость мощности между массой кремния, используемого в реакции и исходного или максимального водорода г Скорость eneration наблюдается при этих условиях реакции. Столбики ошибок обозначают одно стандартное отклонение исходных или максимальных скоростей генерации водорода. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

figure-results-4
Рисунок 4:. Пример индукционного периода значений из реакции кремния с водным раствором гидроксида натрия Периоды индукции для выработки водорода для каждой массы кремния были выведены из кривых для выработки водорода. Средний период индукции для каждой массы кремния получали и наносили на график. Можно видеть, что, в среднем, не большие изменения в индукционный период между экспериментами. Столбики ошибок обозначают одно стандартное отклонение исходных или максимальных скоростей генерации водорода.исх = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/54383/54383fig4large.jpg" целевых = "_blank"> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

На рисунке 5 показаны некоторые репрезентативные результаты от неоптимальной эксперимента. В этом случае низкий поток водорода от 200 до 800 результатов с в наращиванием капает из-за поверхностного натяжения воды, которая упала примерно 400 и 710 сек. Хотя эти потеки не влияют на расчет максимальной скорости генерации водорода, они могут иметь влияние на общий выход водорода, если, например, измерение было остановлено до того, как капельное упала. Таким образом, необходимо, чтобы либо изменить условия реакции (в данном случае, например, путем добавления большей массы алюминиево-кремниевый сплав, или с использованием более высокой концентрации гидроксида натрия), чтобы обеспечить более высокий поток газа или установку реакции, чтобы предотвратить раскачка капает.


. Рисунок 5: Пример субоптимальный эксперимент в этом эксперименте, алюминий (65,7%) - кремний (34,3%) сплава (0,2 г) подвергали взаимодействию с водным раствором гидроксида натрия (5 мл, 10% вес) при 40 ° C , Хотя на начальных высоких темпов выделения водорода запись генерации водорода является оптимальным, так как поток замедляется поверхностное натяжение воды приводит к капает формируется. Капает падают примерно 400 и 710 сек, в этом случае. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Наиболее важные шаги протокола являются те, которые происходят в начале эксперимента. Большая температурная зависимость скорости этих реакций гидролиза означает, что большое внимание должно быть принято, чтобы гарантировать, что температура раствора достигла равновесия перед добавлением твердого вещества. Твердое вещество должно быть быстро добавлены и полностью, узорчатое стекло стык переходника должен быть правильно вставлен в горлышко круглодонную колбу, а остаток должен быть затем обнуляется настолько быстро, насколько это возможно. Неправильное измерение времени начала и температуры реакции будет генерировать неправильные результаты.

Метод имеет некоторые ограничения. Крайне важно, чтобы химический стакан, в который вставляется измерительный цилиндр, как узкие, как это практически осуществимо, чтобы гарантировать, что вода вытесняется из измерительного цилиндра быстро направляется вниз пластмассовую мост на баланс. В противном случае, поверхностное натяжение воды позволяет, какнизкая Нарастание уровня воды при низких скоростях потока (см рисунок 5) до точки , в которой вся вода выделяется в большом капельно.

Погрешность весов также ограничивает разрешение данных. В этих экспериментах использовали равновесие с погрешностью ± 0,05 г, что является достаточным при генерации нескольких сотен миллилитров водорода, а баланс с меньшей погрешностью не потребуется, если меньшие объемы измеряются.

Как смещенных капает воды с моста на баланс, масса записывается балансом осциллирует, то есть, как капля падает на баланс, баланс на мгновение записывает несколько большую массу. Это означает, что дифференциация высоким временным разрешением необработанных данных с использованием программных пакетов является проблематичным, поскольку градиент колеблется. Наиболее подходящий способ найти градиент крутой части кривой выделения водорода, и, следовательно, скорость образования водорода, яs, чтобы соответствовать прямой линии к нему и вычислить его градиент.

Автоматически протоколирует данные в электронной таблице, этот метод предлагает значительное улучшение точности и временного разрешения в отношении методов перемещения воды, которые полагаются на записи объема газа, выделяющегося вручную. Тем не менее, хотя в стоимость значительно ниже, чем методы, которые используют камеры и программного обеспечения для анализа изображений, чтобы проследить эволюцию газа, как правило, ниже временного разрешения, а также такие методы камеры на основе также избежать проблемы колеблющихся показаний масс-баланса за счет воды образуя капли и, следовательно, производить данные, которые могут быть более легко обрабатывается путем дифференцирования.

Метод водоизмещение применим к коллекции любого газа, который имеет низкую растворимость в воде. Таким образом, этот экспериментальный протокол может быть изменен для измерения скоростей генерации газа из других химических реакций, которые развиваются плохо растворимых в воде газэс.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы благодарят EPSRC и Intelligent Energy Ltd за финансирование этого проекта. PB также благодарит SCI за присуждение стипендии Месселя.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Программное обеспечение WinWedgeTaltechhttp://www.taltech.com/winwedge
High Resolution Top Loader BalanceLW Measurements, LLCHRB6001
http://www.lwmeasurements.com/HRB-6001-High-Resoultion-Top-Loader-Balance-p/hrb6001.htm КремнийSigma Aldrich215619325 меш
Гидроксид натрияSigma Aldrich221465Реагентная марка
Алюминий (65,7%)-кремний (34,3%) сплав Goodfellow275-274-74
ExcelMicrosofthttps://products.office.com/en-us/excel
Стеклянные флаконы для образцов, 50 x 12 ммНаучные лабораторные принадлежностиTUB1152
Пластиковый листПереработанный материал из пластиковой бутылки для напитков с гладкими стенками
Силиконовая трубка, 5 x 8 мм BxO DНаучные лабораторные принадлежностиTUB3806
Парапленка (2 дюйма на 250 футов)Адаптер Sigma AldrichP7543
Sigma AldrichZ415685В нашей настройке мы использовали адаптер, изготовленный на заказ, но этот тип фитинга выполнял ту же функцию

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Winter, M., Brodd, R. J. What Are Batteries, Fuel Cells, and Supercapacitors? Chem. Rev. 104, 4245-4269 (2004).
  2. Deng, Z. Y., Ferreira, J. M. F., Sakka, Y. Hydrogen-generation materials for portable applications. J. Am. Ceram. Soc. 91, 3825-3834 (2008).
  3. Grew, K. N., Brownlee, Z. B., Shukla, K. C., Chu, D. Assessment of Alane as a hydrogen storage media for portable fuel cell power sources. J. Power Sources. 217, 417-430 (2012).
  4. Fan, M. Q., Mei, D. S., Chen, D., Lv, C. J., Shu, K. Y. Portable hydrogen generation from activated Al-Li-Bi alloys in water. Renew. Energ. 36, 3061-3067 (2011).
  5. Amendola, S. C., Sharp-goldman, S. L., et al. A safe, portable, hydrogen gas generator using aqueous borohydride solution and Ru catalyst. Int. J. Hydrogen Energ. 25, 969-975 (2000).
  6. Sharaf, O. Z., Orhan, M. F. An overview of fuel cell technology: Fundamentals and applications. Renew. Sust. Energ. Rev. 32, 810-853 (2014).
  7. Wallace, A. P. Sodium silicide and the development of the portable hydrogen energy market. ECS Trans. 42, 219-230 (2012).
  8. Brack, P., Dann, S. E., Wijayantha, K. G. U. Heterogeneous and homogenous catalysts for hydrogen generation by hydrolysis of aqueous sodium borohydride (NaBH4) solutions. Energ. Sci. Eng. 3, 174-188 (2015).
  9. Huang, X., et al. A review: Feasibility of hydrogen generation from the reaction between aluminum and water for fuel cell applications. J. Power Sources. 229, 133-140 (2013).
  10. McEvoy, J. G. Joseph Priestley. Encyclopedia Britannica. , http://www.britannica.com/biography/Joseph-Priestley (2015).
  11. The Editors of Encyclopædia Britannica. Stephen Hales. Encyclopedia Britannica. , http://www.britannica.com/biography/Stephen-Hales (2015).
  12. Ai, L., Gao, X., Jiang, J. In situ synthesis of cobalt stabilized on macroscopic biopolymer hydrogel as economical and recyclable catalyst for hydrogen generation from sodium borohydride hydrolysis. J. Power Sources. 257, 213-220 (2014).
  13. Chen, Y., Shi, Y., Liu, X., Zhang, Y. Preparation of polyvinylidene fluoride - nickel hollow fiber catalytic membranes for hydrogen generation from sodium borohydride. Fuel. 140, 685-692 (2015).
  14. Demirci, S., Sahiner, N. Superior reusability of metal catalysts prepared within poly (ethylene imine) microgels for H2 production from NaBH4 hydrolysis. Fuel Process. Technol. 127, 88-96 (2014).
  15. Loghmani, M. H., Shojaei, A. F. Hydrogen production through hydrolysis of sodium borohydride: Oleic acid stabilized Co-La-Zr-B nanoparticle as a novel catalyst. Energy. 68, 152-159 (2014).
  16. Manna, J., Roy, B., Vashistha, M., Sharma, P. Effect of Co+2/BH-4 ratio in the synthesis of Co-B catalysts on sodium borohydride hydrolysis. Int. J. Hydrogen Energ. 39, 406-413 (2014).
  17. Saha, S., et al. Graphene supported bimetallic G-Co-Pt nanohybrid catalyst for enhanced and cost effective hydrogen generation. Int. J. Hydrogen Energ. 39, 11566-11577 (2014).
  18. Seven, F., Sahiner, N. Superporous P (2-hydroxyethyl methacrylate) cryogel-M (M Co, Ni, Cu) composites as highly effective catalysts in H2 generation from hydrolysis. Int. J. Hydrogen Energ. 39, 15455-15463 (2014).
  19. Teprovich, J. A., Motyka, T., Zidan, R. Hydrogen system using novel additives to catalyze hydrogen release from the hydrolysis of alane and activated aluminum. Int. J. Hydrogen Energ. 37, 1594-1603 (2012).
  20. Brack, P., Dann, S. E., Wijayantha, K. G. U., Adcock, P., Foster, S. An old solution to a new problem? Hydrogen generation by the reaction of ferrosilicon with aqueous sodium hydroxide solutions. Energ. Sci. Eng. 3, 535-540 (2015).
  21. Akdim, O., Demirci, U. B., Miele, P. Highly efficient acid-treated cobalt catalyst for hydrogen generation from NaBH4 hydrolysis. Int. J. Hydrogen Energ. 34, 4780-4787 (2009).
  22. Akdim, O., et al. Anchored cobalt film as stable supported catalyst for hydrolysis of sodium borohydride for chemical hydrogen storage. Int. J. Hydrogen Energ. 36, 14527-14533 (2011).
  23. Chamoun, R., Demirci, U. B., et al. Cobalt-supported alumina as catalytic film prepared by electrophoretic deposition for hydrogen release applications. Appl. Surf. Sci. 256, 7684-7691 (2010).
  24. Akdim, O., Demirci, U. B., Muller, D., Miele, P. Cobalt (II) salts, performing materials for generating hydrogen from sodium borohydride. Int. J. Hydrogen Energ. 34, 2631-2637 (2009).
  25. Erogbogbo, F., et al. On-demand hydrogen generation using nanosilicon: splitting water without light, heat, or electricity. Nano Lett. 13, 451-456 (2013).
  26. Liu, Y., et al. Investigation on the improved hydrolysis of aluminum-calcium hydride-salt mixture elaborated by ball milling. Energy. 84, 714-721 (2015).
  27. Muir, S. S., et al. New electroless plating method for preparation of highly active Co-B catalysts for NaBH4 hydrolysis. Int. J. Hydrogen Energ. 39, 414-425 (2014).
  28. Wu, Z., et al. Mechanism and kinetics of sodium borohydride hydrolysis over crystalline nickel and nickel boride and amorphous nickel-boron nanoparticles. J. Power Sources. 268, 596-603 (2014).
  29. Zhuang, D. W., Zhang, J. J., Dai, H. B., Wang, P. Hydrogen generation from hydrolysis of solid sodium borohydride promoted by a cobalt-molybdenum-boron catalyst and aluminum powder. Int. J. Hydrogen Energ. 38, 10845-10850 (2013).
  30. Chen, Y., Pan, C. Effect of various Co-B catalyst synthesis conditions on catalyst surface morphology and NaBH4 hydrolysis reaction kinetic parameters. Int. J. Hydrogen Energ. 39, 1648-1663 (2014).
  31. Cheng, J., et al. Highly active nanoporous Co-B-TiO2 framework for hydrolysis of NaBH4. Ceram. Int. 41, 899-905 (2015).
  32. Chinnappan, A., Kim, H. Nanocatalyst: Electrospun nanofibers of PVDF - Dicationic tetrachloronickelate (II) anion and their effect on hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride. Int. J. Hydrogen Energ. 37, 18851-18859 (2012).
  33. Shang, Y., Chen, R., Jiang, G. Kinetic study of NaBH4 hydrolysis over carbon-supported ruthenium. Int. J. Hydrogen Energ. 33, 6719-6726 (2008).
  34. Shang, Y., Chen, R. Semiempirical Hydrogen Generation Model Using Concentrated Sodium Borohydride Solution. Energy Fuels. 20, 2149-2154 (2006).
  35. Wang, W., et al. Promoted Mo incorporated Co-Ru-B catalyst for fast hydrolysis of NaBH4 in alkaline solutions. Int. J. Hydrogen Energ. 39, 16202-16211 (2014).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи