Reacción del aluminio con agua para producir molino de bolas de molienda de hidrógeno

El objetivo de Hengyang es describir y evaluar el potencial de las reacciones de aluminio y agua para la producción de hidrógeno para aplicaciones de vehículos a hidrógeno a bordo.Aunque el concepto de reaccionar el metal de aluminio con agua para producir hidrógeno no es nuevo, ha habido una serie de afirmaciones recientes de que tales reacciones de aluminio-agua podrían emplearse para alimentar dispositivos de pilas de combustible para aplicaciones portátiles como generadores de emergencia y ordenadores portátiles,y podría incluso considerarse para su posible uso como fuente de hidrógeno para vehículos propulsados por pilas de combustible.

En las inmediaciones de la temperatura ambiente, la reacción entre el metal de aluminio y el agua para formar hidróxido de aluminio e hidrógeno es la siguiente: 2Al + 6H2O = 2Al(OH) 3 + 3H2.La capacidad gravimétrica de hidrógeno de esta reacción es de 30,7% en peso y la capacidad volumétrica de hidrógeno es de 46 g de H2/L.

Aunque esta reacción es termodinámicamente favorable, it does not proceed due to the presence of a coherent and adherent layer of aluminum oxide that forms on the surface of aluminum particles which prevents water from coming into direct contact with the aluminum metalLa clave para inducir y mantener la reacción del aluminio con agua a temperatura ambiente es la eliminación continua y/o la interrupción de esta capa coherente/adherente de óxido de aluminio.

Se han investigado una serie de enfoques de promoción de la reacción para la reacción aluminio-agua, entre los que se incluyen la adición de promotores de hidróxido como NaOH, promotores de óxido como Al2O3,y promotores de sal como el NaClEstas adiciones actúan para romper la capa de óxido de aluminio en el metal de aluminio.se ha estudiado la reacción del agua con aleaciones de aluminio fundido como aluminio-litio y aluminio-galoEn este caso, la naturaleza fundida de la aleación impide el desarrollo de una capa de óxido de aluminio coherente y adherente.El concepto de utilizar la reacción de aluminio y agua para producir hidrógeno a bordo de vehículos propulsados por hidrógeno presenta una serie de dificultades.En primer lugar, los sistemas de almacenamiento que utilizan este enfoque no serán capaces de cumplir con los objetivos del sistema del DOE para 2015 de un 5,5% en peso de hidrógeno y 40 gramos de hidrógeno por litro.basado en la cinética de la velocidad de reacción de aluminio y agua publicadaEn el caso de los vehículos con pila de combustible, parece difícil que este enfoque permita alcanzar el objetivo del DOE de caudal mínimo de hidrógeno para los vehículos.el coste de producción de hidrógeno por este enfoque está dictado por el coste del metal de aluminio.

Si bien los sistemas de reacción aluminio-agua no pueden alcanzar los objetivos para el almacenamiento de hidrógeno a bordo de los vehículos,el uso de aluminio como agente de separación de agua para generar hidrógeno podría tener utilidad para aplicaciones no vehiculares.