Aluminum-based material for use in hydrogen cartridges of the hydrogen fuel cell supply system

封面

如何引用文章

全文:

详细

Materials have been developed for hydrogen cartridges using the reaction of activated massive commercial aluminum alloys with water as a hydrogen source. A wide range of industrial aluminum alloys, including secondary aluminum, as well as compacted chips, can be used as starting aluminum materials. It has been shown that activated products are stable for a long time when stored in dry conditions. Prolonged exposure to water vapor leads to loss of reactivity.

作者简介

Alexander Nizovskii

Federal Research Center «Boreskov Institute of Catalysis SB RAS»

编辑信件的主要联系方式.
Email: alexniz@inbox.ru
SPIN 代码: 9234-3580

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Senior Researcher

俄罗斯联邦, Novosibirsk, Ac. Lavrentieva Ave., 5, 630090

Sofya Belkova

Omsk State Technical University

Email: sofya_belkova@mail.ru
SPIN 代码: 3650-6466

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Industrial Ecology and Safety Department

俄罗斯联邦, Omsk, Mira Ave., 11, 644050

Lev Shtripling

Omsk State Technical University

Email: losht59@mail.ru
SPIN 代码: 9285-8565

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Industrial Ecology and Safety Department

俄罗斯联邦, Omsk, Mira Ave., 11, 644050

参考

  1. Belitskus D. Reaction of aluminum with sodium hydroxide solution as a source of hydrogen // Journal of the Electrochemical Society. 1970. Vol. 117, no. 8. P. 1097–1099. doi: 10.1149/1.2407730. (In Engl.).
  2. Sheyndlin A. E., Zhuk A. Z. Kontseptsiya alyumovodorodnoy energetiki [The concept of Alum-hydrogenated energy] // Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal. Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal. 2006. Vol. L, no. 6. P. 105–108. EDN: HZYYVX. (In Russ.).
  3. Sheyndlin A. E., Zhuk A. Z. Alyumovodorodnaya energetika: printsipy i tekhnologii [Aluminohydrogen energy: principles and technologies] // Vestnik Rossiyskoy аkademii nauk. Vestnik Rossijskoj akademii nauk. 2010. Vol. 80, no. 2. P. 143–148. EDN: LOKEXR. (In Russ.).
  4. Srivastava A., Meshram A. On trending technologies of aluminium dross recycling: A review // Process Safety and Environmental Protection. 2023. Vol. 171. P. 38–54. doi: 10.1016/j.psep.2023.01.010. (In Engl.).
  5. Deng Z-Y., Ferreira J. M. F., Sakka Y. Hydrogen-generation materials for portable applications // Journal of the American Ceramic Society. 2008. Vol. 91, no. 12. P. 3825–3834. doi: 10.1111/j.1551-2916.2008.02800. (In Engl.).
  6. Razavi-Tousi S. S., Szpunar J. A. Effect of addition of water-soluble salts on the hydrogen generation of aluminum in reaction with hot water // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 679. P. 364–374. doi: 10.1016/j.jallcom.2016.04.038. (In Engl.).
  7. Ching-Yuan Ho. Hydrolytic reaction of waste aluminum foils for high efficiency of hydrogen generation // International Journal of Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42, no. 31. P. 19622–19628. doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.06.104. (In Engl.).
  8. Kaur P., Verma. G. A critical assessment of aluminum-water reaction for on-site hydrogen-powered applications // Materials Today Energy. 2024. Vol. 40. 2024101508. doi: 10.1016/j.mtener.2024.101508. (In Engl.).
  9. Deng-Hui X., Yu-Ping Q., Ping W. Rapid hydrogen generation from the reaction of aluminum/activated charcoal composite with alkaline solution // Journal of Alloys and Compounds. 2023. Vol. 947. 169611. doi: 10.1016/j.jallcom.2023.169611. (In Engl.).
  10. Trowell K. A., Goroshin S., Frost D. L., Bergthorson J. M. The use of supercritical water for the catalyst-free oxidation of coarse aluminum for hydrogen production // Sust. Energy Fuels. 2020. Vol. 4, no. 11. P. 5628–5635. doi: 10.1039/d0se00996b. (In Engl.).
  11. Kravchenko O. V., Semenenko K. N., Bulychev B. M., Kalmykov K. B. Activation of aluminum metal and its reaction with water // Journal of Alloys and Compounds. 2005. Vol. 397. P. 58–62. doi: 10.1016/j.jallcom.2004.11.065. (In Engl.).
  12. Parmuzina A. V., Kravchenko O. V. Activation of aluminium metal to evolve hydrogen from water // Int. J. Hydrogen Energy. 2008. Vol. 33. P. 3073–3076. doi: 10.1016/j.ijhydene.2008.02.025. (In Engl.).
  13. Huang X., Gao T., Pan X. [et al.]. A review: Feasibility of hydrogen generation from the reaction between aluminum and water for fuel cell applications // Journal of Power Sources. 2013. Vol. 229. P. 133–140. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.12.016. (In Engl.).
  14. Dawood F., Anda M., Shafiullah G. M. Hydrogen production for energy: An overview // Int. J. Hydrogen Energy. 2020. Vol. 45. P. 3847–3869. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.12.059. (In Engl.).
  15. Liang G.-qiang, Liu Y., Cheni P.-fei [et al.]. Hydrogen production via hydrolysis of Al-eutectic GaInSn composites // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2023. Vol. 33. P. 2751–2760. doi: 10.1016/S1003-6326(23)66295-8. (In Engl.).
  16. Zhu L., Zou M., Zhang X. [et al.]. Enhanced hydrogen generation performance of Al-Rich alloys by a melting-mechanical crushing-ball milling method // Materials. 2021. Vol. 14. 7889. doi: 10.3390/ma14247889. (In Engl.).
  17. Wang H., Chang Y., Dong Sh. [et al.]. Investigation on hydrogen production using multicomponent aluminum alloys at mild conditions and its mechanism // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. Vol. 38, no. 3. P. 1236–1243. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.11.034. (In Engl.).
  18. Nizovskii A. I., Kulikov A. V., Trenikhin M. V., Bukhtiyarov V. I. Material for compact hydrogen cartridges based on commercial aluminium alloys activated by Ga–In eutectics // Catalysis for Sustainable Energy. 2017. Vol. 4. P. 62–66. doi: 10.1515/cse-2017-0010. (In Engl.).
  19. Zhuk A. Z., Shkolnikov E. I., Borodina T. I. [et al.]. Aluminium — water hydrogen generator for domestic and mobile application // Applied Energy. 2023. Vol. 334. 120693. doi: 10.1016/j.apenergy.2023.120693. (In Engl.).
  20. Trenikhin M. V., Bubnov A. V., Kozlov A. G., Nizovskiy A. I., Duplyakin V. K. Proniknoveniye komponentov indiy-galliyevogo splava v alyuminiy [The penetration of indium-gallium melt components into aluminum] // Zhurnal fizicheskoy khimii. Russian Journal of Physical Chemistry. 2006. Vol. 80, no. 7. P. 1262–1267. EDN: HUZPYN. (In Russ.).
  21. Trenikhin M. V., Bubnov A. V., Nizovskiy A. I., Duplyakin V. K. Vzaimodeystviye evtektiki sistemy In–Ga c alyuminiyem i yego splavami [Chemical interaction of the In-Ga eutectic with al and al-base alloys] // Neorganicheskiye materialy. Inorganic Materials. 2006. Vol. 42, no. 3. P. 298–303. EDN: HSWENP. (In Russ.).
  22. Rehbinder P. A., Shchukin E. D. Surface phenomena in solids during deformation and fracture processes // Progress in Surface Science. 1972. Vol. 3, no. 2. P. 97–104. doi: 10.1016/0079-6816(72)90011-1. (In Engl.).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

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».