Magnesium Hydrogen-generating Materials and a Hydrogen Generation Setup

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The reaction of composites consisting of MgH2 and a graphene-like or nickel–graphene material with water or citric acid solutions of various concentrations was studied. The composites were prepared by mechanochemical treatment in a hydrogen atmosphere. The reaction of an aqueous citric acid solution with the composites is fast: 98% hydrogen yield is reached at the MgH2 : citric acid molar ratio of 1 : 1. A setup for preparing compressed hydrogen from the composites was developed. It can be used in autonomous mobile installations for hydrogen generation under high pressure, followed by filling balloons.

About the authors

A. A. Arbuzov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Chernogolovka, 142432, Moscow oblast, Russia

S. A. Mozhzhukhin

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Chernogolovka, 142432, Moscow oblast, Russia

M. V. Lototskiy

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences; HySA Systems Centre of Competence, University of the Western Cape

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Chernogolovka, 142432, Moscow oblast, Russia; 7535, Bellville, South Africa

B. P. Tarasov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, Russian Academy of Sciences; Department of Fundamental Physicochemical Engineering, Moscow State University; Department of Physics, Higher School of Economics, National Research University

Author for correspondence.
Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Chernogolovka, 142432, Moscow oblast, Russia; 119991, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

References

  1. Liu Z., Zhong J., Leng H., Xia G., Yu X. Hydrolysis of Mg-based alloys and their hydrides for efficient hydrogen generation // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P. 18988-19000. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.03.063
  2. Abdelhamid H. N. A Review on hydrogen generation from the hydrolysis of sodium borohydride // Int. J. Hydrogen Energy. 2021. V. 46. P. 726-765. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.09.186
  3. Agrawal T., Ajitkumar R., Prakash R., Nandan G. Sodium silicide as a hydrogen source for portable energy devices: A Review // Mater. Today: Proc. 2018. V. 5. P. 3563-3570. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.11.605
  4. Hiroi Sh., Hosokai S., Akiyama T. Ultrasonic irradiation on hydrolysis of magnesium hydride to enhance hydrogen generation // Int. J. Hydrogen Energy. 2011. V. 36. P. 1442-1447. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.10.093
  5. Kravchenko O. V., Sevastyanova L. G., Urvanov S. A., Bulychev B. M. Formation of hydrogen from oxidation of Mg, Mg alloys and mixture with Ni, Co, Cu and Fe in aqueous salt solutions // Int. J. Hydrogen Energy. 2014. V. 39. P. 5522-5527. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.01.181
  6. Grosjean M.-H., Zidoune M., Huot J-Y., Roué L. Hydrogen generation via alcoholysis reaction using ball-milled Mg-based materials // Int. J. Hydrogen Energy. 2006. V. 31. P. 1159-1163. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2005.10.001
  7. Gan D., Liu Y., Zhang J., Zhang Y., Cao Ch., Zhu Y., Li L. Kinetic performance of hydrogen generation enhanced by AlCl3 via hydrolysis of MgH2 prepared by hydriding combustion synthesis // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. V. 43. P. 10232-10239. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.04.119
  8. Hiraki T., Hiroi S., Akashi T., Okinaka N., Akiyama T. Chemical equilibrium analysis for hydrolysis of magnesium hydride to generate hydrogen // Int. J. Hydrogen Energy. 2012. V. 37. P. 12114-12119. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.06.012
  9. Pat. US 10239753 B2 (publ. 2019).Composite material for hydrolytically generating hydrogen, device for hydrolytically generating hydrogen, method for generating hydrogen, device for generating electric energy, and possible applications.
  10. Pighin S. A., Urretavizcaya G., Bobet J.-L., Castro F. J. Nanostructured Mg for hydrogen production by hydrolysis obtained by MgH2 milling and dehydriding //j. Alloys Compd. 2020. V. 827. ID 154000. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154000
  11. Grosjean M.-H., Zidoune M., Roué L., Huot J.-Y. Hydrogen production via hydrolysis reaction from ball-milled Mg-based materials // Int. J. Hydrogen Energy. 2006. V. 31. P. 109-119. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2005.01.001
  12. Tarasov B. P., Arbuzov A. A., Mozhzhuhin S. A., Volodin A. A., Fursikov P. V., Lototskyy M. V., Yartys V. A. Hydrogen storage behavior of magnesium catalyzed by nickel-graphene nanocomposites // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. P. 29212-29223. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.02.033
  13. Лукашев Р. В., Яковлева Н. А., Клямкин С. Н., Тарасов Б. П. // ЖНХ. 2008. Т. 53. № 3. С. 389-396. https://www.elibrary.ru/ijkqyh
  14. Сон В. Б., Шимкус Ю. Я., Можжухин С. А., Бочарников М. С., Фокина Э. Э., Тарасов Б. П. Применение интерметаллидов (La,Ce)Ni5 в системах водородного аккумулирования энергии // ЖПХ. 2020. Т. 93. № 9. С. 1332-1339. https://doi.org/10.31857/S0044461820090108
  15. Арбузов А. А., Мурадян В. Е., Тарасов Б. П. Cинтез графеноподобных материалов восстановлением оксида графита // Изв. АН. Сер. хим. 2013. № 9. C. 1962-1966. https://www.elibrary.ru/tfmpan
  16. Пат. РФ 2660232 (опубл. 2018). Никель-графеновый катализатор гидрирования и способ его получения.
  17. Tarasov B. P., Arbuzov A. A., Volodin A. A., Fursikov P. V., Mozhzhuhin S. A., Lototskyy M. V., Yartys V. A. Metal hydride - Graphene composites for hydrogen based energy storage //j. Alloys Compd. 2022. V. 896. ID 162881. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162881
  18. Kushch S. D., Kuyunko N. S., Nazarov R. S., Tarasov B. P. Hydrogen-generating compositions based on magnesium // Int. J. Hydrogen Energy. 2011. V. 36. P. 1321-1325. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.06.115
  19. Pat. US 7037483 B2 (publ. 2006). Process for producing high-pressure hydrogen and system for producing high-pressure hydrogen.
  20. Pat. US 8636961 B2 (publ. 2014). Fuels for hydrogen generating cartridges.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».