بهبود سینتیک جذب و دفع هیدروژن در نانو کامپوزیت های پایه منیزیمی به منظور ذخیره سازی هیدروژن در حالت جامد

با افزایش آلودگی محیط زیست و پدیده گرم شدن زمین ناشی از تولید روز افزون گازهای گل خانه ای، نیاز به جایگزینی سوخت های فسیلی روز به روز جدی تر می شود. از میان راه حل های ارائه شده، هیدروژن به دلیل فراوانی، عدم آلایندگی و ظرفیت بالای تولید انرژی (MJ/kg 142 )، یک گزینه ایده آل محسوب می شود. علاوه بر موتورهای احتراق داخلی، هیدروژن عمدتا در پیل های سوختی (هیدروژنی) که نوعی مبدل انرژی می باشند، استفاده میشود. نخستین گام در استفاده از انرژی هیدروژن، ذخیره سازی آن به صورت ایمن همراه با چگالی حجمی و وزنی بالا می باشد. شاید در وهله اول فشرده سازی و یا مایع سازی هیدروژن راه حل این مساله باشد ولی به دلیل ایمنی پایین و نیز برخی ملاحظات صنعتی استفاده از این روش ها مطلوب نیست. ذخیره سازی هیدروژن درحالت جامد به صورت هیدرید فلزی یک گزینه مناسب به شمار میرود هیدرید منیزیم 2 MgH به دلیل چگالی بالای وزنی % 6/7 و حجمی Kg/m3) 110) در ذخیره سازی هیدروژن و نیز کیفیت بالای تکرارپذیری فرآیند جذب و دفع بسیار مورد توجه است. با این وجود، دمای کارکرد این هیدرید جهت استفاده تجاری زیاد است (T>400 C) مطالعات پژوهشگران مختلف نشان داده که می توان دمای . واکنش و سینتیک جذب و آزادسازی هیدروژن را به کمک آسیاکاری و استفاده از کاتالیزگر های مختلف بهبود بخشید. در پژوهش حاضر به کمک آسیای مکانیکی پرانرژی، ذرات نانوساختار هیدرید منیزیم تولید شده و نقش کاتالیست های پایه تیتانیومی (هیدرید تیتانیوم و اکسید تیتانیوم نانومتری) بر سینتیک جذب و دفع هیدروژن بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که آسیاکاری و استفاده از این کاتالیست ها دمای کارکرد هیدرید منیزیم را به نحو چشمگیری کاهش داده (بیش از 100 درجه سانتیگراد) بدون آنکه سینتیک جذب و دفع در سیکل های متمادی جذب و واجذب کاهش یابد.

Keywords:

ذخیره سازی هیدروژن در حالت جامد , هیدرید منیزیم نانوساختار , سینتیک جذب و آزاد سازی هیدروژن