3DNews Технологии и рынок IT. Новости окружающая среда Алюминиевый лом — идеальное решение для … Самое интересное в обзорах 12.08.2021 [12:06], Геннадий Детинич Алюминий при помещении в воду вступает в реакцию с выделением водорода. Но это в теории. На практике алюминий сразу покрывается оксидной плёнкой, которая защищает металл от коррозии и делает его неактивным при взаимодействии с водой. Учёные из Массачусетского технологического института выяснили, как лучше активировать алюминий для простой и управляемой добычи водорода из лома и отходов. Источник изображения: MIT Исследователи сразу отбросили идею специально производить алюминий для хранения, транспортировки и дальнейшего производства водорода и энергии на его основе. Следует сказать, что поверхность алюминиевых изделий имеет гранулированную и пористую структуру. Поэтому оксидную плёнку необходимо удалять с очень сложной поверхности с заглублениями. Оказалось, что лучше всего с этим справляются точно выверенные соединения металлов галлия и индия, которые остаются в жидком состоянии при комнатной температуре. В течение 48–96 часов соединения галлия и индия самостоятельно и полностью проникали в рельеф поверхности алюминия и убирали оксидную плёнку, после чего алюминий легко вступал в реакцию с водой и начинал выделять водород. Также учёные выяснили, что на скорость и продолжительность выделения водорода из алюминиевого лома влияют примеси, которые добавляют в металл для получения заданных свойств — прочности, легкоплавкости, устойчивости к коррозии или других. Это может быть кремний, магний или что-то другое. В зависимости от примеси реакция алюминия с водой с выделением водорода может идти с разной интенсивностью и разной скоростью. Это даёт механизм управления процессами, хотя для этого алюминиевый лом придётся предварительно сортировать. Исследователи отмечают, что они показали возможность управляемой добычи водорода из алюминиевого лома, представив варианты действий с учётом примесей и предварительной обработки сырья. Дальше в игру должен вступить бизнес, если сочтёт это направление интересным. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews.ru/1046530/alyuminieviy-lom-idealnoe-reshenie-dlya-hraneniya-i-dobichi-vodoroda-schitayut-v-mit Рубрики: Теги: ← В |
Хотя алюминий может «хранить» водород с 10-кратным превышением плотности по сравнению со сжатым газом, производство этого металла — крайне энергозатратное мероприятие. Другое дело — лом и отходы алюминия. Вместо вторичной переработки их можно пустить на выработку водорода и добычу «зелёной» энергии. Это не потребует энергозатрат. Для реакции нужна лишь вода и технология удаления оксидного слоя с алюминия. И такую технологию, тоже не требующую затрат энергии, в MIT разработали и испытали.
В дальнейшем галлий и индий можно извлекать из раствора и использовать заново.
Российские ученые сожгли алюминий в воде
https://ria.ru/20200610/1572720044.html
Российские ученые сожгли алюминий в воде
Российские ученые сожгли алюминий в воде — РИА Новости, 10.06.2020
Российские ученые сожгли алюминий в воде
Ученые Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН открыли способ сжигания алюминия в воде без дополнительных химических добавок для получения… РИА Новости, 10.06.2020
2020-06-10T03:27
2020-06-10T03:27
2020-06-10T10:35
наука
российская академия наук
россия
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.
img.ria.ru/images/156185/53/1561855385_0:100:1920:1180_1920x0_80_0_0_bf95bf8bd3c50d32d35498ff6dee65a4.jpg
МОСКВА, 10 июн — РИА Новости. Ученые Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН открыли способ сжигания алюминия в воде без дополнительных химических добавок для получения водорода и тепловой энергии. Открытие можно использовать для создания энергоустановок, работающих на реакции горения металла, более эффективных, чем традиционные бензиновые и дизельные двигатели, сообщили РИА Новости в пресс-службе института.Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Energy Research.Специалисты его лаборатории провели исследование с алюминиевыми гранулами размером около одного сантиметра при температурах от 250 до 400 градусов Цельсия и обнаружили, что в таких условиях алюминий горит в воде со скоростью порядка одного сантиметра в час.Плотность энергии алюминия почти в два раза выше, чем у бензина, но сжиганию металла и его использованию в качестве топлива мешает пленка оксида на поверхности.
Для того чтобы окислить (сжечь) алюминий в воде, ранее использовались различные химические добавки либо к воде, либо к алюминию, либо алюминий использовался в виде мельчайшего порошка. Однако такие способы усложняли и делали более дорогостоящим процесс окисления алюминия, говорится в сообщении.Российские ученые нашли способ, как обойти это ограничение: сжигать металл в парах воды в замкнутом пространстве. В этом случае для сжигания можно использовать даже водопроводную воду. В результате горения образуется газообразный высокочистый водород — твердый оксид алюминия — и выделяется тепловая энергия.Это достижение, по мнению авторов исследования, открывает перспективу создания экологически чистых энергоустановок, использующих металлы в качестве топлива. Такие энергоустановки могут использоваться, например, в транспорте — вместо энергоустановок на обычном бензине или дизеле.
https://ria.ru/20200608/1572629881.html
https://ria.ru/20200605/1572528067.html
россия
РИА Новости
1
5
4.
7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/156185/53/1561855385_107:0:1814:1280_1920x0_80_0_0_3790163042bec604e0cab1b3a46e5ea3.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
internet-group@rian.
ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
российская академия наук, россия
Наука, Российская академия наук, Россия
МОСКВА, 10 июн — РИА Новости. Ученые Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН открыли способ сжигания алюминия в воде без дополнительных химических добавок для получения водорода и тепловой энергии. Открытие можно использовать для создания энергоустановок, работающих на реакции горения металла, более эффективных, чем традиционные бензиновые и дизельные двигатели, сообщили РИА Новости в пресс-службе института.
Результаты исследования опубликованы в журнале International Journal of Energy Research.
«Современный транспорт сделан из металла и потребляет углеводороды в качестве топлива.
Экологически чистый транспорт может быть устроен абсолютно наоборот: углеводороды будут использоваться в качестве конструкционного материала, а в качестве топлива будут использоваться металлы», — приводятся в сообщении пресс-службы, поступившем в РИА Новости, слова руководителя проекта, заведующего лабораторией энергоаккумулирующих веществ ОИВТ РАН Михаила Власкина.
Специалисты его лаборатории провели исследование с алюминиевыми гранулами размером около одного сантиметра при температурах от 250 до 400 градусов Цельсия и обнаружили, что в таких условиях алюминий горит в воде со скоростью порядка одного сантиметра в час.
8 июня 2020, 14:30Наука
Ученые выяснили, как выглядят вблизи струи квазаров
Плотность энергии алюминия почти в два раза выше, чем у бензина, но сжиганию металла и его использованию в качестве топлива мешает пленка оксида на поверхности. Для того чтобы окислить (сжечь) алюминий в воде, ранее использовались различные химические добавки либо к воде, либо к алюминию, либо алюминий использовался в виде мельчайшего порошка.
Однако такие способы усложняли и делали более дорогостоящим процесс окисления алюминия, говорится в сообщении.
Российские ученые нашли способ, как обойти это ограничение: сжигать металл в парах воды в замкнутом пространстве. В этом случае для сжигания можно использовать даже водопроводную воду. В результате горения образуется газообразный высокочистый водород — твердый оксид алюминия — и выделяется тепловая энергия.
Это достижение, по мнению авторов исследования, открывает перспективу создания экологически чистых энергоустановок, использующих металлы в качестве топлива. Такие энергоустановки могут использоваться, например, в транспорте — вместо энергоустановок на обычном бензине или дизеле.
«Если металл получен за счет дешевой и экологически чистой электроэнергии атомных электростанций, гидроэлектростанций или возобновляемых источников энергии, то и весь цикл использования металла в качестве топлива является «зеленым» и конкурентным с традиционными видами топлива», — отмечается в сообщении ОИВТ.
5 июня 2020, 15:57Наука
Ученые выяснили, сколько в Галактике планет, похожих на молодую Землю
Реакция алюминия + воды — Труды Фарадеевского общества (издательство RSC)
У вас не включен JavaScript. Пожалуйста, включите JavaScript
чтобы получить доступ ко всем функциям сайта или получить доступ к нашему
страница без JavaScript.
Том 65, 1969 г.
Из журнала:
Труды Фарадеевского общества
Реакция алюминия + воды
В.
Веддер
а также
Д.
А.
Вермилья
Аннотация
Во время реакции алюминия с водой ионы алюминия и электроны удаляются отдельными стадиями в разных местах на поверхности. Ионы удаляются почти равномерно по всей поверхности, которая все время покрыта тонкой пленкой аморфного оксида. Внешняя поверхность этого оксида сначала гидролизуется, а затем растворяется с образованием растворимых частиц, которые либо остаются в растворе, либо при промежуточных значениях pH выпадают в осадок в виде пористого гидроксида с чрезвычайно мелкими частицами. Гидроксид, по-видимому, идентичен псевдобемиту. Общая скорость реакции коррозии регулируется этим растворением пленки и расположением растворимых продуктов. Скорость коррозии почти не зависит от потенциала образца, pH раствора ниже 10 и присутствия в растворе многих солей в концентрациях до 1 моль/л. Скорость сильно зависит от температуры, наличия специфических ингибирующих солей и быстро возрастает при высоких значениях рН.
В средах, которые препятствуют растворению оксидов, например, смеси вода + диоксан или водяной пар, скорость коррозии резко снижается. Скорость коррозии постоянна, когда твердый гидроксид не образуется, и в противном случае сильно зависит от количества реакции. При высоких температурах скорость уменьшается со временем, так как осажденный гидроксид препятствует транспорту. При более низких температурах скорость может сначала увеличиваться со временем, поскольку зародышеобразование гидроксида обеспечивает поглотители растворимых частиц вблизи границы раздела, а затем при больших временах скорость уменьшается по мере утолщения слоя гидроксида.
Электроны легче удаляются в специальных местах, и в наших образцах эти места были в основном на границах зерен. Удаление электронов приводит к увеличению концентрации гидроксильных ионов, что, в свою очередь, приводит к более быстрой атаке защитного оксида. На таких катодах оксидная пленка поддерживается небольшой постоянной толщины, при которой существует баланс между скоростями ее растворения основным раствором и роста из-за большого сродства алюминия к кислороду.
Таким образом, на катодных участках также присутствует анодная активность, но преобладает удаление электронов. Металл быстрее корродирует на катодах, что приводит к выраженному разрушению границ зерен в наших образцах. Применение анодных потенциалов устраняет атаку по границам зерен.
Варианты загрузки Пожалуйста, подождите…
Информация о товаре
- ДОИ
- https://doi.org/10.1039/TF9696500561
- Тип изделия
- Бумага
Скачать цитату
Транс. Фарадей Сок.
, 1969, 65 , 561-584
BibTexEndNoteMEDLINEProCiteReferenceManagerRefWorksRIS
Разрешения
Запросить разрешения
Получение данных из CrossRef.
Загрузка может занять некоторое время.
Прожектор
Объявления
Алюминиевый порошок и вода вызывают спонтанный гидролиз для питания топливных элементов для солдат в полевых условиях Исследовательская лаборатория армии США на Абердинском полигоне в Мэриленде. Авторы и права: Дэвид МакНалли; US ARL
Мы сообщаем в Ceramic Tech Today обо всех видах новаторских исследований, проводимых научными кругами по всему миру.
Мы также должны отметить исследования и разработки, которые военные вносят в общество — многие исследования, проведенные в военных лабораториях, привели к улучшению нашей повседневной жизни.
Например, кто знал, что военные несут ответственность за клейкую ленту и штаны-карго?! Если у вас есть iPhone, вы можете поблагодарить военных за GPS, мультисенсорные экраны и литий-ионные батареи, а также за другие компоненты смартфона.
Но большая часть военных исследований начинается с помощи солдатам в полевых условиях — например, для улучшения оружия и защитного снаряжения или разработки новых лекарств и источников энергии. Часто многие из этих достижений в исследованиях в конечном итоге просачиваются в гражданский мир.
В этом году исследователи армии США в сотрудничестве с GM тестировали технологию водородных топливных элементов в транспортных средствах.
Исследователи из Исследовательской лаборатории армии США, работающие над топливными элементами меньшего размера для питания электроники солдат в бою, недавно обнаружили, что разработанный ими порошок алюминиевого наноматериала генерирует большое количество энергии при добавлении в него воды.
После дальнейших исследований они обнаружили, что их порошок заставляет молекулы воды расщепляться, отделяя водород от кислорода.
Этот процесс, называемый гидролизом, производит водород, когда катализатор, такой как гидроксид натрия, добавляется к алюминию. Но обычно для выделения водорода требуется дополнительное время и ресурсы. Когда ученые обнаружили, что реакция их наноматериала была мгновенной, они поняли, что наткнулись на прорыв в создании водородного топлива.
«Выделяющийся водород можно использовать в качестве топлива в топливном элементе», — говорит Скотт Грендаль, инженер-материаловед и руководитель исследовательской группы, в пресс-релизе ARL. «Мы обнаружили механизм быстрого и самопроизвольного гидролиза воды».
Анит Гири, физик из Управления исследований оружия и материалов ARL, говорит, что этот процесс не требует катализатора и может производить большое количество энергии за короткий период времени.
«Мы подсчитали, что один килограмм алюминиевой пудры может производить 220 киловатт энергии всего за три минуты», — объясняет он.
«Наш порох в сочетании с топливным элементом представляет собой очень хороший замкнутый контур», — говорит Грендал в видео ARL. «Нам нужна вода для нашей реакции, а топливный элемент выделяет воду, поэтому он замыкает цикл цикла выработки энергии топливного элемента».
Исследователи продемонстрировали свое открытие, используя игрушечный танк, приводимый в действие реакцией порошка и воды. Однако их материал в конечном итоге может быть использован для 3D-печати саморазрушающихся роботов для конкретных воздушных и наземных миссий.
Американские ученые ARL испытывают в лаборатории свой игрушечный танк, работающий на водородном топливе. Авторы и права: Дэвид МакНалли; US ARL
Следующим шагом команды будет написание статьи для документирования их исследований и разработки других приложений для материала.
Грендал сказал, что их открытие может помочь в разработке более мощных батарей для солдат в полевых условиях. «Эти команды отсутствуют в течение короткого количества дней, от трех до пяти дней, и многое из этого зависит не только от их запасов продовольствия, но и от того, как долго хватит их запасов с точки зрения их оборудования, и прямо сейчас это связано с литием.