Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

En enkel, Lavprisselskaber og robust system til at måle volumen af ​​Hydrogen Evolved af kemiske reaktioner med vandige opløsninger

Published: August 17, 2016 doi: 10.3791/54383
Automatic Translation
1, 1, 1, 2, 2
1Department of Chemistry, Loughborough University, 2Intelligent Energy Ltd

Introduction

På grund af deres høje energitæthed, lithium-ion-batterier er i øjeblikket en af ​​de mest populære strømkilder til bærbare forbrugerelektronik. Men mængden af ​​energi, der kan leveres af et batteri er begrænset. Der er således i øjeblikket stor interesse i at udvikle alternative metoder til at levere bærbare magt. En af de mere lovende metoder er anvendelsen af ​​protonudvekslingsmembran- (PEM) brændselsceller, der producerer elektricitet og vand ved at kombinere brint og ilt. PEM brændselsceller har to vigtige fordele i forhold til batterier. For det første kan PEM brændselsceller levere strøm til en meget længere tidsperiode (så længe en strøm af hydrogen opretholdes). For det andet afhængigt af kilden brændstof, kan PEM brændselsceller have en langt større energitæthed end batterier, hvilket betyder, at et mindre system, kan give mere energi. 1,2 Som et resultat af dette, er der et aktuelt en stor mængde forskning rettet på at udvikle bærbare, on-demand brint kilder. 2-7 En fremgangsmåde som i øjeblikket modtager meget opmærksomhed er at producere hydrogen ved omsætning kemikalier med vand. 8,9

En af de vigtigste parametre, der skal måles i disse reaktioner, er udvikling af hydrogen. For simple reaktioner, såsom udvikling af hydrogen ved tilsætning af kemiske hydrogen storage materialer til vandige opløsninger, er det fordelagtigt at have en simpel, billig målesystem. Et eksempel på et sådant system er den vandfortrængning metode, hvor den mængde gas genereret i en kemisk reaktion måles blot ved at spore mængden af ​​vand forskudt fra en omvendt vandfyldte målecylinder. Denne teknik opstod i den pneumatiske trug, som blev udviklet af botanikeren Stephen Hales og derefter tilpasset og lagt på de mest berømte brug af Joseph Priestley at isolere flere gasser, herunder ilt, i det 18. århundrede. 10,11 Den deplacement metodefinder anvendelse på enhver gas, som ikke er særlig opløselig i vand, herunder hydrogen, og er stadig i vid udstrækning anvendes til at registrere mængden af hydrogen genereres fra reaktionerne af forskellige kemikalier, såsom natriumborhydrid, aluminium og ferrosilicium, med vand. 12- 20

Men den klassiske vandfortrængning metode, der involverer manuel optagelse af ændringerne i vandstanden som der udvikles gas, er trættende og kan, ved højere gas- strømningshastigheder når vandniveauet ændrer sig hurtigt, være upræcis, da det er vanskeligt for eksperimentatoren at tage en nøjagtig aflæsning. Manuelt registrerede data er også i sagens natur lavt i tidsmæssig opløsning, som en eksperimentator ikke realistisk kan tage aflæsninger med mindre intervaller end ~ 10 sek.

Flere forskere har overvundet dette problem ved hjælp af kameraer til at optage vand fortrængningsproces og dataanalyse software til at udtrække ændringen i volumen over tid. 21-25 Men denne requires kendskab til programmering og relativt dyrt udstyr. Andre forskere har gjort brug af masse-flowmålere at optage brint flow. 26-29 Disse er imidlertid ofte kun i stand til at detektere gas over et snævert interval, og er bedre egnet til anvendelser, hvor strømmen skal holdes på et relativt konstant niveau.

En enklere tilgang til at opnå højere opløsning, mere nøjagtige data er at kanalisere vandet fortrænges af brint evolution ind i en modtager fartøj, der er placeret på en massebalance. 30-35 Variationen af denne metode er beskrevet heri gør brug af generel laboratoriekvalitet glasvarer og en billig, kommercielt tilgængelig saldo at optage hydrogenudviklingen fra reaktionen af ​​silicium med vandigt natriumhydroxid opløsninger. Snarere end at være optaget manuelt, bliver dataene logget på et regneark anvendelse af en dataindsamling softwarepakke, der tillader balancen at sende data til computeren. Det burdebemærkes, at mens denne teknik er egnet til måling af hydrogenudvikling på milliliter skala, er det ikke egnet til måling af meget små (på grund af usikkerheden i balance) eller meget stor (på grund af den begrænsede størrelse af målecylinderen) volumener brint uden passende tilpasning (dvs. ved hjælp af en højere opløsning balance eller en større måling cylinder).

Protocol

1. Opstilling af data-logging software

  1. Installer dataindsamlingen og regneark software på en computer udstyret med en RS232 seriel port.
  2. Tilslut computeren til balancen ved hjælp af et passende RS232 stik kabel (i denne metode både computeren og den nødvendige balance en 9-polet stik). Restbeløbet vil typisk være forbundet til COM1.
  3. Åbn dataindsamling software.
  4. For at logge data i et regneark (fx Excel), gå til 'Mode', og derefter 'Send tastetryk til ", skal du indtaste passende navn på regneark i" Application Titel Bar Tekst' og vælg 'excel.exe' i den "Command line«, og tryk på 'OK'. Et flueben skal vises ved siden af ​​"Send tastetryk til 'i' Mode 'drop-down menuen.
  5. Gå til "Port", derefter 'Indstillinger', og sikre, at værdierne er hensigtsmæssigt at balancen pågældende, og tryk 'OK';.
  6. Gå til 'Definér', derefter 'Definér input datapost struktur', og vælg 'Numerisk char modtaget' i 'Start Of Record Begivenhed' sektionen og "Carriage Return eller CRLF modtaget 'i' End Of Record begivenhed 'sektion, så trykke på 'Fortsæt'.
  7. Når en kasse med titlen »Input Record Structure 'vises,' indeholder Hver datapost et enkelt datafelt 'vælge og derefter trykke på' Fortsæt '.
  8. Når en kasse med titlen »Input Record Definition Editor - Send Taster Mode 'vises: i felt 1, skal du indstille" Input Filter' til 'numeriske data Only' og 'Felt postambel Taster' til '{Tab} {Minut}: {Second } {VENSTRE} {DOWN} 'og tryk' OK '.
  9. Gå til 'Definér', derefter 'Definér genvejstaster og varme handlinger «. Vælg Hot Key 1, og vælg derefter Hot Key Action "Afbryd WinWedge« og overdrage denne Hot Key tastetryk af 'BACKSPACE «, og tryk påOKAY.
  10. Gå til "Filer" og derefter "Gem som" og gemme den metode i en passende mappe.

2. Eksperimentel Set-up

  1. Tilsæt vand til en glasskål, indtil det er ca. ¾ fuld. Derefter placere skålen glas på en temperaturreguleret omrører-varmeplade og opvarmes til 50 ° C; alternativt bruge en termostatstyret vandbad.
  2. Tilføj deioniseret vand (5 ml) til en 50 ml rundbundet kolbe og position dette i vandbadet, så indholdet af vandet i badet er et godt stykke over niveauet af vand i kolben.
  3. Sæt et termometer ind i halsen af ​​den rundbundede kolbe til overvågning af vandtemperaturen (efter ækvilibrering, at temperaturen af ​​vandet i kolben sædvanligvis ~ 5 ° C lavere end den indstillede værdi på varmepladen).
    Bemærk: Set-up er klar, når temperaturen af ​​vandet i kolben forbliver konstant over en 10 min periode.
  4. Fyld et bægerglas med deioniseret vand. Placer en tom bæger på data-logging balance.
  5. Konstruer en bro af plast ark, som kan overføre vand fra tuden af ​​bægeret til den tomme bæger på data-logging balance. Sørg for, at plastik bro ikke er i fysisk kontakt med bægeret på data-logging balance.
  6. Fyld en 500 ml måleglas med deioniseret vand.
  7. Selv om det omfatter den åbne ende med en behandsket hånd vendes måleglas og placere den i bægeret, således at den åbne ende af målecylinderen er lige under vandoverfladen.
  8. Brug en destilleringsstand monteret med to knaster og klemmer til at støtte målecylinderen. Afhængig af størrelsen af ​​målecylinderen, place kontravægte på bunden af ​​retorten står til at forhindre den i at falde på grund af vægten af ​​vandet.
  9. Justere placeringen af ​​bægeret, således at tuden er i kontakt med den plastiske bro.
  10. hæve forsigtigt målecylinderen til enllow frigivelse af vand og indtrængen af ​​luft sikrer, at niveauet af luft i måleglasset er konsistent ved begyndelsen af ​​hvert forsøg (fx 100 ml luft).
  11. Indsæt ikke-glasslib ende af en modificeret adapter i en rørlængde. Seal ved omhyggeligt indpakning Parafilm omkring forbindelsen mellem det fælles og slangen.
  12. Sæt enden af ​​slangen i et måleglas.
  13. Sikre, at tilsætningen af ​​overskydende vand vil resultere i det kører ud på balance ved at tilføje noget vand til bægerglasset. Lækager kan forekomme ved høje strømningshastigheder ved forbindelsen mellem bægeret tud og plast broen.
  14. Sørg for, at balancen ikke læser nul. Om nødvendigt tilsættes lidt vand til bægerglasset på data-logging balance.
  15. Ved hjælp af en balance afvejes enten 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 eller 0,25 g silicium i en lille glasbeholder; brug ikke en plast vejebåd som nogle silicium tendens til at blive fanget på den indrekolbens hals, når det tilsættes til reaktionsblandingen fra en vejebåd. Dette problem undgås ved i stedet hurtigt vende en lille hætteglas ind i kolbens hals.

3. Eksperimentel Procedure

  1. Tilføj natriumhydroxidopløsning (5 ml, 20 vægt-%) til en 50 ml rundbundet kolbe og position dette i vandbadet, så indholdet af vandet i badet er et godt stykke over niveauet af vand i kolben.
  2. Sæt et termometer ind i halsen af ​​den rundbundede kolbe til overvågning af opløsningens temperatur (efter ækvilibrering, at temperaturen af ​​vandet i kolben i denne opsætning er sædvanligvis ~ 5 ° C lavere end den indstillede værdi på varmepladen).
  3. Lad i 10 minutter i ligevægt.
  4. Før ligevægt udløber, åbne et nyt regneark i regnearket softwarepakken og derefter åbne dataindsamling software. Læg den metode oprettede i trin 1 ved at gå til "Filer" på dataindsamling softwarestart-menuen, og derefter 'Åbn metode «.
  5. Lige før 10 min ligevægt periode skyldes ende, gå til 'Aktiver' og klik derefter på 'normal tilstand'. Dataene vil begynde at blive logget i regnearket softwarepakken.
  6. Ved afslutningen af ​​10 min ækvilibreringsperiode tilføje silicium ved hurtigt at vende hætteglasset og deponering af silicium ind i natriumhydroxidopløsning.
  7. Hurtigt placere glasslib af adapteren, som er fastgjort til slangen i halsen af ​​rundbundet kolbe. Nul balance. Det øjeblik, hvor balancen er nulstillet, vil blive taget som tiden (t) = 0 i dataanalyse.
  8. Efter der er gået 10 min, stoppe datalogning ved at trykke på tasten Tilbage og derefter vælge "Afslut" option på software-menuen dataindsamling. Gem filen i regnearket softwarepakken.
  9. Fjern adapteren som er fastgjort til slangen fra den rundbundede kolbe og tilsæt vand til queNCH ​​reaktionen.
  10. Isoler den faste rest i kolben til yderligere analyse ved centrifugering eller tyngdekraften filtrering, eller overføre hele reaktionsblandingen til et bægerglas og neutraliseres med saltsyre (1 M), og bortskaffe affaldet på passende vis.

4. Data Analysis

  1. Sørg for, at data indlæses i en passende regneark softwarepakke.
  2. Find det punkt, hvor balancen nulstilles; dette anses for at være den (t) = 0 punkt af reaktionen.
  3. Slet de data, som går forud for dette.
  4. Indsæt en kolonne til venstre for disse data. Dette vil indeholde tiden.
  5. Tilføj passende tidsintervaller, startende fra nul, til søjlen som netop er blevet indsat. Balancen anvendt i disse undersøgelser logget 8.5 datapunkter per sekund, og dermed tidsintervaller på 0,117647 (= 1 / 8,5) sek blev anvendt.
  6. Overvej gas, som er blevet indsamlet over vand, der skal mættet med vanddamp. Under collection-processen, vandstanden i måleglasset, justerer at opretholde det indre tryk i måleglasset, ved atmosfærisk tryk.
  7. Påfør en omtrentlig korrektionsfaktor hjælp Daltons lov, som siger, at summen af de enkelte partialtryk af gasserne i en blanding (P 1 ... P n) er lig med den totale tryk (P tot). Som, hvis rumtemperaturen er 298 K, partialtrykket af vanddamp er 31,69.9 Pa, og det totale tryk af gas i målecylinderen er atmosfæretryk (101,325 Pa), kan det beregnes, at der er ca. 3,08% vanddamp efter volumen i den opsamlede gas. Vurdere mængden af ​​vanddamp i brint ved andre temperaturer ved hjælp af partialtrykket af vanddamp ved temperaturen pågældende.
  8. For at opnå et estimat af mængden af ​​brint genereret (hvis rumtemperaturen er 298 K), multipliceres udtagningen gas ved 0,97.
  9. Vurdere den indledende hydrogen generation sats ved at montere en lineær trend linje til den oprindelige stejle skråning af brint generation kurven.
  10. Tag induktionsperioden som den tid det tager for vand, der skal forskydes fra målecylinderen. Disse skøn over introduktionsperioden er ikke absolut; den faktiske hydrogen generation reaktionen starter inden udløbet af den "induktionsperioden" anslået i disse forsøg som en vis mængde hydrogen skal genereres for at kunne begynde at fortrænge vand. Men disse værdier kan foretages en vurdering af den relative ændring i induktion perioden mellem eksperimenter.

Representative Results

For at undersøge reproducerbarheden af ​​den eksperimentelle opsætning, blev varierende masser af silicium omsat med vandigt natriumhydroxid opløsninger til at generere hydrogen. Hver reaktion blev udført tre gange. De gennemsnitlige hydrogen generation kurver er vist i figur 1. Gennemsnitlige samlede hydrogen udbytter, brint generation rater, og induktion perioder for hver masse af silicium blev også beregnet og plottes med fejlsøjler repræsenterer en standardafvigelse i figur 2, 3 og 4, henholdsvis. Der var meget lidt afvigelse i den samlede brint udbytter og brint generation satserne mellem reaktioner, og en større grad af afvigelse i induktion perioder.

figur 1
Figur 1: Eksempel på Hydrogen Generation Kurver fra Reactipå Silicon med vandigt natriumhydroxid. Forskellige masser af silicium (0,05, 0,10, 0,15, 0,20 og 0,25 g) blev omsat med vandig natriumhydroxidopløsning (5 ml, 20 vægt-%) ved 50 ° C. Hydrogen generation blev registreret for en periode på 10 minutter. Reaktionerne blev gennemført i tre eksemplarer, og resultaterne gennemsnit. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2:. Eksempel på Hydrogen udbytteværdierne fra omsætningen af Silicon med vandigt natriumhydroxid De samlede mængder af hydrogen udviklet i 10 min blev udledt fra hydrogen generation kurver. De gennemsnitlige totale brint udbytte for hver masse af silicium blev opnået og plottet. Det kan ses, at der er et lineært forhold mellem massen of silicium anvendes ved reaktionen og mængden af ​​hydrogen genereres under disse reaktionsbetingelser. Fejlbjælkerne viser en standardafvigelse af den samlede brint udbytter. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3:. Eksempel på Hydrogen Generation Rate Værdier fra reaktionen af Silicon med vandig natriumhydroxid De indledende eller maksimale satser for brint generation for hver masse af silicium blev beregnet ud fra de brint generation kurver. De gennemsnitlige indledende eller maksimum brint generation satser for hver masse af silicium blev opnået og plottet. Det kan ses, at i gennemsnit er der en strøm forhold mellem massen af ​​silicium anvendes ved reaktionen, og den indledende eller maksimale hydrogen g eneration observeret under disse reaktionsbetingelser. Fejlbjælkerne viser en standardafvigelse af de oprindelige eller maksimale brint generation satser. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4
Figur 4:. Eksempel på induktionsperiode Værdier fra omsætningen af Silicon med vandigt natriumhydroxid De induktionsperioder for hydrogen generation for hver masse af silicium blev udledt fra hydrogen generation kurver. Den gennemsnitlige induktionsperiode for hver masse af silicium opnået og afbildet. Det kan ses, at i gennemsnit er der ingen stor ændring i induktionsperioden mellem forsøgene. Fejlbjælkerne viser en standardafvigelse af de oprindelige eller maksimale brint generation satser.ref = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/54383/54383fig4large.jpg" target = "_ blank"> Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 5 viser nogle repræsentative resultater fra en suboptimal eksperiment. I dette tilfælde, den lave strøm af hydrogen mellem 200 og 800 sek resulterer i ophobning af dråber på grund af overfladespændingen af ​​vand, som faldt ved ca. 400 og 710 sek. Selv om disse drypper ikke påvirker beregningen af ​​den maksimale brint generation sats, kunne de have en effekt på den samlede brint udbytte, hvis for eksempel, blev målingen standset før drop faldt. Det er derfor nødvendigt enten at ændre reaktionsbetingelserne (i dette tilfælde, for eksempel ved at tilsætte en større masse af aluminium-silicium-legering eller ved anvendelse af en højere koncentration af natriumhydroxid) for at sikre en højere strømning af gas eller reaktionen setup for at forhindre opbygning af drypper.


. Figur 5: Eksempel på en suboptimal Eksperiment I dette eksperiment, aluminium (65,7%) - blev silicium (34,3%) legering (0,2 g) omsat med vandig natriumhydroxidopløsning (5 ml, 10 vægt-%) ved 40 ° C . Selv i den indledende høje hydrogenudvikling optagelsen af ​​hydrogen generation er optimal, da strømningen forsinker overfladespændingen af ​​vand resulterer i drypper dannes. De drypper falder på ca. 400 og 710 sek, i dette tilfælde. Klik her for at se en større version af dette tal.

Discussion

De mest kritiske trin ved protokollen er dem, der forekommer i starten af ​​et eksperiment. Den store temperaturafhængighed af satsen for disse hydrolysereaktioner betyder, at der skal udvises stor omhu for at sikre, at løsningen temperaturen har nået ligevægt før tilsætning af det faste stof. Det faste stof skal tilsættes hurtigt og fuldstændigt, skal glasslib af adapteren korrekt indsat ind i halsen af ​​den rundbundede kolbe, og restbeløbet skal derefter nulstilles så hurtigt som muligt. En forkert måling af starttidspunkt og reaktionstemperaturen vil generere forkerte resultater.

Metoden har nogle begrænsninger. Det er bydende nødvendigt, at bægeret i hvilken der er indsat målecylinderen er så smal som muligt for at sikre, at vandet fortrænges fra målecylinderen hurtigt kanaliseres ned plastic broen over på balance. Ellers overfladespændingen af ​​vandet giver mulighed for somlav ophobning af vandstanden ved lave strømningshastigheder (se figur 5), indtil det punkt, hvor alt vandet frigives på en stor drop.

Fejlen af ​​saldoen begrænser også løsningen af ​​dataene. I disse eksperimenter blev en balance med en fejl på ± 0,05 g anvendes, hvilket er tilstrækkeligt, når du genererer flere hundrede milliliter brint, men ville være behov for en balance med en mindre fejl, hvis mindre mængder blev målt.

Da de fordrevne vand drypper fra broen på balancen, massen registreret af balancen svinger, dvs. som et drop falder ned på balance, balancen øjeblik registrerer en lidt større masse. Det betyder, at differentiering af høj tidsopløsning rådata ved anvendelse af software-pakker er problematisk, da gradienten svinger. Den mest hensigtsmæssige måde at finde hældningen af ​​den stejleste del af brint generation kurve, og dermed brint generation sats, jegs at passe en lige linje til det og beregner dens gradient.

Ved automatisk at logge data i et regneark, denne metode giver en væsentlig forbedring i nøjagtighed og tidsmæssig opløsning i forhold til vand forskydning metoder, som beror på registrering af mængden af ​​gas, der udvikles manuelt. , Selvom det er betydeligt lavere i pris end fremgangsmåder der anvender kameraer og billedanalyse software til at spore gasudvikling, er det imidlertid generelt lavere i tidsmæssig opløsning, og sådanne kamera-baserede metoder også undgå problemet med oscillerende masse-balance aflæsninger på grund af vand danner dråber og derfor producerer data, som lettere kan behandles af differentiering.

Vandet deplacement metode kan anvendes til indsamling af enhver gas, der har lav opløselighed i vand. Således kunne denne eksperimentelle protokol modificeres til måling af satserne for gas generation fra andre kemiske reaktioner, der udvikler dårligt vandopløselig gases.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
WinWedge software Taltech http://www.taltech.com/winwedge
High Resolution Top Loader Balance LW Measurements, LLC HRB6001 http://www.lwmeasurements.com/HRB-6001-High-Resoultion-Top-Loader-Balance-p/hrb6001.htm
Silicon Sigma Aldrich 215619 325 mesh
Sodium hydroxide Sigma Aldrich 221465 Reagent grade
Aluminium (65.7%)-silicon (34.3%) alloy  Goodfellow 275-274-74
Excel Microsoft https://products.office.com/en-us/excel
Glass sample vials, 50 x 12 mm Scientific Laboratory Supplies TUB1152
Plastic sheet Recycled from a smooth-sided plastic drinks bottle
Silicone tubing, 5 x 8 mm BxO D Scientific Laboratory Supplies TUB3806
Parafilm (2 in. by 250 ft.) Sigma Aldrich P7543
Adapter Sigma Aldrich Z415685 We used a custom-made adapter in our set-up, but this type of fitting would serve the same function

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

Kemi Hydrogen måling kemiske brint lagring silicium hydrogen generation hydrolyse energi
En enkel, Lavprisselskaber og robust system til at måle volumen af ​​Hydrogen Evolved af kemiske reaktioner med vandige opløsninger
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Brack, P., Dann, S., Wijayantha, K.… More

Brack, P., Dann, S., Wijayantha, K. G. U., Adcock, P., Foster, S. A Simple, Low-cost, and Robust System to Measure the Volume of Hydrogen Evolved by Chemical Reactions with Aqueous Solutions. J. Vis. Exp. (114), e54383, doi:10.3791/54383 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter