Устройство для получения композитных водород-аккумулирующих материалов

Результат выполнения научно-исследовательской и опытно-конструкторской разработки. Устройство для получения композитных водород-аккумулирующих материалов предназначено для повышения эффективности и скорости синтеза композитных водород-аккумулирующих материалов. Относится к устройствам для получения водород-аккумулирующих композитов и может быть использовано в водородной энергетике и порошковой металлургии для проведения одностадийного механохимического синтеза композитных материалов-накопителей водорода в шаровых мельницах в условиях постоянного давления водорода. Принцип работы устройства для получения водород-аккумулирующих композитов основан на механохимической обработке исходных металлов, сплавов или интерметаллических соединений и различных добавок в шаровой мельнице при постоянном давлении водорода, которое обеспечивается за счет входящего в конструкцию устройства узла для хранения и подачи водорода. В качестве добавок могут быть использованы различные углеродные материалы: графит, ТРГ, углеродные нанотрубки и нановолокна, графеновые материалы; металлические порошки: Ni, Fe, Со, Mn, V, Zr, Pt, Pd; галогениды, оксиды, нитриды металлов; металл-графеновые и металл-углерод-графеновые материалы; металл-органические координационные полимеры; а также их смеси в различных сочетаниях. Порядок работы устройства для получения композитных водород-аккумулирующих материалов. 1. Выбор модели узла для хранения и подачи водорода исходя из условий и технологии получения композитных водород-аккумулирующих материалов. 2. Перед началом работы необходимо заправить узел хранения и подачи водорода, подключив разъем заправки к внешнему источнику водорода с давлением выше давления плато аккумулирующего материала, проверить герметичность соединений течеискателем или обмыливанием, подключить датчик давления к внешнему измерителю через узел питания, открыть вентиль узла в положение соединения с разъемом заправки и осуществлять заполнение узла водородом, контролируя давление датчиком. 3. Загрузить исходные компоненты и мелющие тела в размольный барабан, закрыть крышкой болтами, подключить через разъем к газовой линии с вакуумным насосом и источником водорода, перевести вентиль в положение подключения к линии, откачать воздух до 10⁻⁴-10⁻⁵ атм, наполнить водородом до ~2 атм, проверить герметичность и при отсутствии течей закрыть вентиль. 4. Перевести вентиль размольного барабана в положение соединения с газовой трубкой, затем продуть трубку водородом, открывая вентиль узла хранения и ослабляя соединение с вентилем, после чего проверить герметичность и зафиксировать барабан и узел шпильками через отверстия для предотвращения деформации трубки. 5. Собранное устройство разместить на валах мельницы горизонтально. Подключить через узел питания внешний измеритель-регулятор к нагревателям и термопаре, установить требуемую температуру для поддержания давления. Перевести вентили в положение подключения к газовой трубке. Запустить мельницу, установив необходимую скорость вращения. Контролировать давление датчиком; при его падении остановить мельницу, отключить нагрев, перекрыть вентиль и выполнить дозаправку узла хранения водорода. 6. После завершения синтеза остановить мельницу, отключить нагрев и перекрыть вентили. Отсоединить газовую трубку. Разборку барабана и извлечение активных композитных материалов производить в инертной атмосфере: поместить барабан в аргоновый бокс, снять крышку, открутив болты, отделить продукт от мелющих тел просеиванием через сита. Технический результатом является обеспечение непрерывного одностадийного синтеза композитных водород-аккумулирующих материалов в широком диапазоне давлений (0,1-200 атм) с повышенной степенью гидрирования (до 98 %) и однородностью состава продукта. Разработка защищена патентом РФ № 229688.