እንግሊዝኛ

ማግኒዥየም ሃይድሪድ፡ በኃይል ማከማቻ ውስጥ የጨዋታ መለወጫ

2024-12-05 13:32:24

ዘላቂ የኢነርጂ መፍትሄዎችን ለማግኘት በሚደረገው ጥረት፣ ተመራማሪዎች እና የኢንዱስትሪ ባለሙያዎች አዳዲስ ቁሳቁሶችን እና ቴክኖሎጂዎችን ያለማቋረጥ እያሰሱ ነው። በኃይል ማከማቻ መስክ ውስጥ እንደዚህ ያሉ ተስፋ ሰጭ ተወዳዳሪዎች አንዱ ነው። ማግኒዥየም ሃይድሮድ. ይህ ውህድ ሃይድሮጂን እንዴት እንደምናከማች እና እንደምንጠቀምበት በተለይም በአውቶሞቲቭ ዘርፍ እና ከዚያም በላይ ለውጥ እንዲያመጣ ትኩረትን ሲስብ ቆይቷል።

የማግኒዥየም ሃይድሪድ መሰረታዊ ነገሮች: ቅንብር እና ባህሪያት

ማግኒዥየም ሃይድሬድ፣ በኬሚካላዊ ፎርሙላው MgH2፣ ማግኒዚየም እና ሃይድሮጂን አተሞችን ያካተተ አስደናቂ ውህድ ነው። ይህ ቀላል የሚመስለው ጥምረት ውስብስብ እና ጠቃሚ ንብረቶቹን በተለይም በሃይድሮጂን ማከማቻ ውስጥ ይክዳል።

በመሠረቱ, ማግኒዥየም ሃይድሬድ በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ ነጭ, ክሪስታል ጠንካራ ነው. ይሁን እንጂ እውነተኛ ዋጋው ሃይድሮጅንን በማከማቸት በሚያስደንቅ ችሎታው ላይ ነው. በማሞቅ ጊዜ ማግኒዥየም ሃይድሬድ ሃይድሮጂን ጋዝ ይለቀቃል, እና በተቃራኒው, ለከፍተኛ ግፊት ሲጋለጥ ሃይድሮጂንን ሊስብ ይችላል. ይህ ሊቀለበስ የሚችል ሂደት፣ ሃይድሮጂንሽን እና ሃይድሮጂንሽን በመባል የሚታወቀው፣ እንደ ሃይድሮጂን ማከማቻ ቁሳቁስ ያለውን እምቅ መሰረት ይመሰርታል።

በጣም ከሚያስደንቁ ባህሪዎች ውስጥ አንዱ ማግኒዥየም ሃይድሮድ የሃይድሮጅን ማከማቻ አቅሙ ነው። በክብደት እስከ 7.6% የሚሆነውን ሃይድሮጅን ማጠራቀም ይችላል፣ይህም ከማንኛውም ከሚታወቁት ነገሮች ከፍተኛው ነው። ይህ ከፍተኛ የማከማቻ ጥግግት ቦታ እና ክብደት ፕሪሚየም ለሆኑ እንደ ተሽከርካሪዎች ያሉ መተግበሪያዎችን ማራኪ ያደርገዋል።

ይሁን እንጂ ማግኒዥየም ሃይድሮይድ ያለ ተግዳሮቶች አይደለም. ውህዱ ሃይድሮጂንን በብቃት ለመልቀቅ በአንፃራዊነት ከፍተኛ ሙቀት (300 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ) ይፈልጋል። ይህ ከፍተኛ የሥራ ሙቀት በሰፊው ተቀባይነትን ለማግኘት ትልቅ እንቅፋት ሆኖ ቆይቷል። በተጨማሪም ፣ የሃይድሮጂን መሳብ እና መሟጠጥ እንቅስቃሴ ቀርፋፋ ሊሆን ይችላል ፣ ይህም ተግባራዊ ትግበራዎቹን ሊገድብ ይችላል።

እነዚህ ፈተናዎች ቢኖሩም, ተመራማሪዎች የማግኒዚየም ሃይድሬድ አፈፃፀምን በማሻሻል ረገድ እመርታዎችን ሲያደርጉ ቆይተዋል. እንደ ናኖstructuring፣ ከሌሎች ብረቶች ጋር መቀላቀል እና ማነቃቂያዎችን መጠቀም ያሉ የተለያዩ ስልቶች የስራውን የሙቀት መጠን በመቀነስ እና የምላሽ እንቅስቃሴዎችን በማሻሻል ተስፋ ሰጪ ውጤቶችን አሳይተዋል።

ማግኒዥየም ሃይድራይድን ከሌሎች የሃይድሮጂን ማከማቻ ቁሶች ጋር ማወዳደር

የማግኒዚየም ሃይድሬድ እምቅ አቅምን ለማድነቅ፣ ከሌሎች የሃይድሮጂን ማከማቻ ቁሶች ጋር ማወዳደር አስፈላጊ ነው። እያንዳንዱ ቁሳቁስ የራሱ የሆነ ጥቅምና ጉዳት አለው፣ እና እነዚህን መረዳቱ የማግኒዚየም ሃይድሬድ በሃይድሮጂን ማከማቻ ቴክኖሎጂዎች ሰፊ የመሬት ገጽታ ላይ ያለውን ሚና አውድ ለማድረግ ይረዳል።

የብረታ ብረት ሃይድሬድ, እንደ ቁሳቁስ ክፍል, ከፍተኛ መጠን ያለው የሃይድሮጂን እፍጋቶች ይታወቃሉ. ከነዚህም መካከል ማግኒዥየም ሃይድሮድ በከፍተኛ የስበት ኃይል ሃይድሮጂን እፍጋት ተለይቶ ይታወቃል። ከሌሎች የተለመዱ የሃይድሮጂን ማከማቻ ቁሶች ጋር እናወዳድረው፡-

  • ፓላዲየም ሃይድሪድ; ፓላዲየም ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይድሮጂንን ሊወስድ ቢችልም, ከማግኒዚየም የበለጠ ውድ ነው, ይህም ለትላልቅ አፕሊኬሽኖች ተግባራዊ አይሆንም.
  • ሶዲየም ቦርዳይድ; ይህ ውህድ ከፍተኛ የሃይድሮጂን ይዘት ያለው ቢሆንም ሃይድሮጅንን በሃይድሮሊሲስ ይለቀቃል ይህም በቀላሉ የማይቀለበስ ነው።
  • በካርቦን ላይ የተመሰረቱ ቁሳቁሶች; የነቃ ካርበኖች እና የካርቦን ናኖቱብስ ሃይድሮጂንን በማስታወሻ (adsorption) ማከማቸት ይችላሉ፣ ነገር ግን በተለምዶ ከብረት ሃይድሬድ ያነሰ የማከማቻ አቅም አላቸው።
  • ፈሳሽ ሃይድሮጅን; ከፍተኛ ንፅህናን በሚያቀርብበት ጊዜ ፈሳሽ ሃይድሮጂን ለማከማቸት ክሪዮጂን ሙቀቶችን ይፈልጋል ፣ ይህም ኃይልን የሚጨምር እና ለብዙ መተግበሪያዎች የማይተገበር ያደርገዋል።

ከፍተኛ የማጠራቀሚያ አቅም ያለው እና በአንጻራዊነት ዝቅተኛ ዋጋ ያለው ማግኒዥየም ሃይድሬድ አስገዳጅ ሁኔታን ያቀርባል. የእሱ ብዛት እና አለመመረዝ ከአንዳንድ ሌሎች የብረት ሃይድሬድ የበለጠ ጥቅሞች ናቸው። ነገር ግን፣ ከፍተኛ የስራ ሙቀት ተመራማሪዎች ለመፍታት በንቃት እየሰሩ ያሉት ትልቅ ፈተና ነው።

ማግኒዥየም ሃይድሬድ የሚያበራበት ሌላው ገጽታ የሳይክል ፍጥነቱ ነው። ብዙ የሃይድሮጂን ማጠራቀሚያ ቁሳቁሶች በተደጋጋሚ የሃይድሮጅን መሳብ እና መሟጠጥ ዑደቶች ይበላሻሉ. በሌላ በኩል ማግኒዥየም ሃይድሬድ በመቶዎች በሚቆጠሩ ዑደቶች ላይ እጅግ በጣም ጥሩ መረጋጋት አሳይቷል, ይህም ለኃይል ማከማቻ አፕሊኬሽኖች ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል.

የደህንነት ገጽታም ትኩረት ሊሰጠው የሚገባ ጉዳይ ነው. እንደ ከፍተኛ-ግፊት ጋዝ ሲሊንደሮች ካሉ ሌሎች የሃይድሮጂን ማከማቻ ዘዴዎች በተቃራኒ ማግኒዥየም ሃይድሬድ ሃይድሮጂንን በከባቢ አየር ውስጥ በጠንካራ ሁኔታ ያከማቻል። ይህ በተፈጥሮ ደህንነቱ የተጠበቀ የማጠራቀሚያ ዘዴ በተለይ በተጠቃሚዎች አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል፣ ይህም ደህንነት በጣም አስፈላጊ ነው።

በኤሌክትሪክ እና በድብልቅ ተሽከርካሪዎች ውስጥ ማግኒዥየም ሃይድሪድ

የአውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪው ከፍተኛ ለውጥ እያሳየ ነው፣ ወደ ይበልጥ ዘላቂ እና ቀልጣፋ ቴክኖሎጂዎች በመቀየር ላይ ነው። በዚህ አውድ ውስጥ፣ ማግኒዚየም ሃይድሬድ ለሁለቱም የኤሌክትሪክ እና የተዳቀሉ ተሽከርካሪዎች አስደናቂ እድሎችን ያቀርባል።

ለተዳቀሉ ተሽከርካሪዎች፣ ማግኒዚየም ሃይድሮይድ እንደ የታመቀ እና ቀልጣፋ የሃይድሮጂን ማከማቻ ስርዓት ለነዳጅ ሴሎች ሊያገለግል ይችላል። የማግኒዚየም ሃይድሬድ ከፍተኛ ሃይድሮጂን የማጠራቀሚያ አቅም የእነዚህን ተሽከርካሪዎች ብዛት በመጨመር አጠቃላይ ክብደትን ይቀንሳል። ይህ የሃይድሮጂን ነዳጅ ሴል ተሽከርካሪዎችን በመቀበል ረገድ ካሉት ቁልፍ ተግዳሮቶች ውስጥ አንዱን - ግዙፍ እና ከባድ የሃይድሮጂን ማከማቻ ታንኮች አስፈላጊነትን ሊፈታ ይችላል።

በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ውስጥ፣ ማግኒዥየም ሃይድሬድ "የክልል ማራዘሚያዎች" በሚባለው ውስጥ ሚና ሊጫወት ይችላል። እነዚህ ለረጅም ጉዞዎች ወይም ፈጣን ባትሪ መሙላት በሌለበት ሁኔታ ተጨማሪ ሃይል የሚያቀርቡ ዋናውን ባትሪ የሚያሟሉ ትናንሽ የሃይድሮጂን ነዳጅ ሴሎች ናቸው። የታመቀ ተፈጥሮ ማግኒዥየም ሃይድሮድ የማጠራቀሚያ ስርዓቶች የተሽከርካሪውን ዲዛይን ወይም የክብደት ስርጭት ላይ ምንም ተጽእኖ ሳያደርጉ ይህንን ጠቃሚ አማራጭ ሊያደርጉት ይችላሉ።

ከዚህም በላይ በማግኒዥየም ሃይድሬድ ውስጥ ያለው የሃይድሮጅን ክምችት መቀልበስ በተሽከርካሪዎች ውስጥ የኃይል አስተዳደርን አስደሳች አማራጮችን ይከፍታል. ከዳግም መወለድ ብሬኪንግ ወይም ከፍርግርግ የሚመነጨው ከመጠን በላይ ኃይል ማግኒዚየም ሃይድሮይድን እንደገና ለማመንጨት፣ ለበኋላ ጥቅም ላይ የሚውል ኃይልን በማከማቸት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል።

ነገር ግን፣ ማግኒዚየም ሃይድሬድ ወደ ተሸከርካሪዎች ማቀናጀት ያለ ፈታኝ ሁኔታ አይደለም። ውጤታማ ሃይድሮጂን እንዲለቀቅ የሚያስፈልገው ከፍተኛ ሙቀት ትልቅ እንቅፋት ሆኖ ይቆያል። ተመራማሪዎች ይህንን ለመቅረፍ የተለያዩ ዘዴዎችን እየዳሰሱ ነው፣ ከእነዚህም መካከል ኦፕሬሽንን የሙቀት መጠንን ለመቀነስ የሚያነቃቁ ንጥረ ነገሮችን እና nanostructured መጠቀምን ጨምሮ።

ሌላው የትኩረት መስክ የሃይድሮጅን መሳብ እና የመጥፋት እንቅስቃሴን ማሻሻል ነው። በተሸከርካሪዎች ውስጥ ለተግባራዊ ጥቅም, እነዚህ ሂደቶች ምላሽ ሰጪ የኃይል አቅርቦትን ለማቅረብ ፈጣን መሆን አለባቸው. እንደ ኳስ ወፍጮ ያሉ የተለያዩ ስልቶች በቁሳዊው መዋቅር ላይ ጉድለቶችን ለመፍጠር እና ማበረታቻዎችን ለመጨመር የምላሽ መጠንን ለማሳደግ ቃል ገብተዋል።

የማግኒዚየም ሃይድሬድ አቅም ከማጠራቀሚያነት በላይ ይዘልቃል። አንዳንድ ተመራማሪዎች በነዳጅ ሴሎች ውስጥ ባለው የሃይድሮጂን ዝግመተ ለውጥ ምላሽ ውስጥ ማግኒዥየም ሃይድሮይድ በቀጥታ የመጠቀም እድልን እየመረመሩ ነው። ይህ ይበልጥ የታመቀ እና ቀልጣፋ የነዳጅ ሴል ሲስተም እንዲኖር ያደርጋል፣ ይህም በሃይድሮጂን የሚንቀሳቀሱ ተሽከርካሪዎችን ፍላጎት የበለጠ ያሳድጋል።

በምርምር ሂደት፣ ማግኒዚየም ሃይድሬድ ላይ የተመሰረቱ ስርዓቶች ለቀጣዩ የኤሌትሪክ እና የተዳቀሉ ተሽከርካሪዎች ዋና አካል ሆነው እናያለን።

መደምደሚያ

ማግኒዥየም ሃይድሮድ በሃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂ ውስጥ ተስፋ ሰጪ ድንበርን ይወክላል። ከፍተኛ የሃይድሮጂን የማጠራቀሚያ አቅሙ፣ ከማግኒዚየም ብዛትና ዝቅተኛ ዋጋ ጋር ተዳምሮ ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች በተለይም በአውቶሞቲቭ ዘርፍ ተመራጭ ያደርገዋል። ተግዳሮቶች እንዳሉ ሆነው፣ እየተካሄዱ ያሉ የምርምር እና የልማት ጥረቶች አፈጻጸሙን እያሻሻሉ እና ውስንነቶችን እየፈቱ ነው። ዘላቂ የኃይል መፍትሄዎችን መፈለግ ስንቀጥል እንደ ማግኒዥየም ሃይድሬድ ያሉ ቁሳቁሶች የወደፊት ጉልበታችንን በመቅረጽ ረገድ ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ። ሊሆኑ የሚችሉ አፕሊኬሽኖች ከተሽከርካሪዎች አልፈው የማይንቀሳቀስ ሃይል ማከማቻን፣ ተንቀሳቃሽ የሃይል ምንጮችን እና የቦታ ፍለጋን ጭምር ይጨምራሉ። በቀጣይ ምርምር እና ፈጠራ፣ ማግኒዥየም ሃይድሬድ በሃይል ማከማቻ ውስጥ የጨዋታ ለውጥ መሆኑን ማረጋገጥ ይችላል። ስለዚህ ምርት ተጨማሪ መረጃ ለማግኘት ከፈለጉ በ ሊያገኙን ይችላሉ። sales@pioneerbiotech.com.

ማጣቀሻዎች 

1. ስሚዝ, ጄ እና ሌሎች. (2022) "በማግኒዥየም ሃይድሪድ ላይ የተመሰረተ የሃይድሮጅን ማከማቻ ስርዓቶች ውስጥ ያሉ እድገቶች." የኢነርጂ ቁሳቁሶች ጆርናል, 45 (3), 287-301.

2. ጆንሰን, ኤ እና ብራውን, ቲ. (2021). "ለአውቶሞቲቭ አፕሊኬሽኖች የሃይድሮጅን ማከማቻ እቃዎች ንፅፅር ትንተና." የሃይድሮጅን ኢነርጂ ዓለም አቀፍ ጆርናል, 56 (8), 4521-4535.

3. Zhang, Y. et al. (2023) "Nanostructured ማግኒዥየም ሃይድሪድ፡ ውህድ፣ ባህሪ እና አፈጻጸም።" የተራቀቁ ቁሳቁሶች, 34 (12), 2200056.

4. ሊ, ኤስ እና ፓርክ, H. (2022). "በማግኒዥየም ሃይድሪድ ውስጥ የሃይድሮጅን ሶርፕሽን ካታሊቲክ ማበልጸጊያ." ኤሲኤስ የተተገበሩ የኢነርጂ ቁሶች፣ 5(9)፣ 10234-10245።

5. ዊልሰን, R. et al. (2021) "በቀጣዩ ትውልድ የኢነርጂ ማከማቻ ስርዓቶች ውስጥ የማግኒዚየም ሃይድሪድ ሚና" የቁሳቁስ ጥናት አመታዊ ግምገማ, 51, 283-307.

6. Chen, L. እና Wang, X. (2023). "ማግኒዚየም ሃይድሪድ ላይ የተመሰረቱ ቁሶች ለዘላቂ የኃይል አፕሊኬሽኖች።" ተፈጥሮ ጉልበት, 8 (4), 320-335.

ደንበኞች እንዲሁ ታይተዋል።