view in publisher's site

Clean hydrogen production by the hydrolysis of magnesium-based material: Effect of the hydrolysis solution

Highlights•Lowering the hydrolysis solution pH enhances the hydrolysis performance.•In HCl solution, the hydrolysis activation energy is reduced to 6.86 kJ/mol.•The humidity of hydrogen is affected by the exothermicity of the reaction.•Graphite is oxidized when extra heat is generated in the reaction media.•Mg-based hydrolysis is a clean hydrogen production technique.AbstractAutonomous low-pressure hydrogen on demand system was found promising to supply fuel cell technology for light or short distance mobility applications. Among the various hydrogen production technologies, the hydrolysis reaction method of magnesium-based materials is one of the most suitable. Magnesium (Mg) powder ball milled with the simultaneous addition of graphite and nickel under Ar was used as the hydrolysis reagent for hydrogen production. The effects of the solution composition (i.e. NaCl, NH4Cl and HCl) and the temperature (i.e. from 0 °C to 60 °C) of the solution on the hydrolysis performances were discussed. The hydrolysis reaction was complete (i.e. yield = 100%) in less than 5 minutes, except that performed at 0 °C, regardless the hydrolysis solution. The activation energy of the reaction decreases with lowering the pH of the hydrolysis solution. Semi-quantitative analysis was performed to evaluate the variation of CH4, CO, CO2 and moisture contents in the hydrogen produced by the hydrolysis. The exothermicity of the reaction and the composition of the hydrolysis solution showed a major impact on the purity of hydrogen. Under standard pressure and ambient temperature conditions, the hydrolysis of magnesium-based materials is considered as a clean hydrogen production technique. Our results should be taken as the starting point to evaluate the purity of the hydrogen produced by the hydrolysis of Mg-based materials according to the ISO standard 14687:2019.

تولید هیدروژن تمیز با هیدرولیز مواد بر پایه منیزیم: اثر محلول هیدرولیز

نقاط برجسته کاهش PH محلول هیدرولیز، عملکرد هیدرولیز را افزایش می‌دهد. در محلول HCl، انرژی فعال‌سازی هیدرولیز به ۶.۸۶ kJ / mol کاهش می‌یابد. رطوبت هیدروژن تحت‌تاثیر گرمای واکنش قرار می‌گیرد. وقتی گرمای اضافی در محیط واکنش تولید می‌شود، گرافیت اکسید می‌شود. آبکافت مبتنی بر Mg یک روش تولید هیدروژن تمیز است. هیدروژن با فشار پایین بر روی سیستم تقاضا، یک روش امیدوار کننده برای تامین تکنولوژی پیل سوختی برای کاربردهای با تحرک نور یا مسافت کوتاه است. در میان فن‌آوری‌های مختلف تولید هیدروژن، روش واکنش هیدرولیز مواد مبتنی بر منیزیم یکی از مناسب‌ترین روش‌ها است. توپ پودر منیزیم (Mg)آسیاب شد با اضافه کردن همزمان گرافیت و نیکل تحت شرایط آرگون به عنوان معرف هیدرولیز برای تولید هیدروژن استفاده شد. اثرات ترکیب محلول (یعنی NaCl، NH [ ۴ ] Cl و HCl)و دمای محلول (یعنی از ۰ ° C تا ۶۰ ° C)روی عملکردهای هیدرولیز مورد بحث قرار گرفت. واکنش هیدرولیز در کم‌تر از ۵ دقیقه کامل شد (یعنی بازده = ۱۰۰ %)، با این تفاوت که در دمای ۰ درجه سانتی گراد بدون در نظر گرفتن محلول هیدرولیز انجام شد. انرژی فعال‌سازی واکنش با کاهش PH محلول هیدرولیز کاهش می‌یابد. آنالیز نیمه کمی برای ارزیابی تغییرات CH۴، CO، CO۲ و محتوای رطوبت در هیدروژن تولید شده توسط هیدرولیز انجام شد. گرمازایی واکنش و ترکیب محلول هیدرولیز، تاثیر عمده‌ای بر خلوص هیدروژن نشان داد. تحت شرایط فشار استاندارد و دمای محیط، هیدرولیز مواد بر پایه منیزیم به عنوان یک روش تولید هیدروژن تمیز در نظر گرفته می‌شود. نتایج ما باید به عنوان نقطه شروع برای ارزیابی خلوص هیدروژن تولید شده توسط هیدرولیز مواد مبتنی بر Mg مطابق با استاندارد ISO ۱۴۶۸۷: ۲۰۱۹ در نظر گرفته شود.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Renewable Energy, Sustainability and the Environment
  • ترجمه مقاله Renewable Energy, Sustainability and the Environment
  • مقاله انرژی تجدید پذیر، پایداری و محیط زیست
  • ترجمه مقاله انرژی تجدید پذیر، پایداری و محیط زیست
  • مقاله Strategy and Management
  • ترجمه مقاله Strategy and Management
  • مقاله استراتژی و مدیریت
  • ترجمه مقاله استراتژی و مدیریت
  • مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • ترجمه مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • ترجمه مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • مقاله General Environmental Science
  • ترجمه مقاله General Environmental Science
  • مقاله علوم محیطی عمومی
  • ترجمه مقاله علوم محیطی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.