Magnesium Metal Scrapes for Fuel Cell Applications

ليس من ثمة شك، فإن فلز الماغنسيوم وسبائكه يحظيان على اهتمام كبير لكونهما من أهم المواد المخزنة لغاز الهيدروجين في الحالة الصلبة وذلك على صورة مركب هيدريدات الماغنسيوم. بيد أن هذا المركب يحتاج إلى معالجات حرارية وميكانيكية قبل استخدامه في مجال توليد الطاقة النظيفة النابعة من الهيدروجين. يرجع هذا في الأساس إلى الثبات الحراري للمركب، وبطئه في إنجاز عمليتي شحن وتفريغ الهيدروجين في وقت قصير وعند درجات حرارة منخفضة. ويقدم المقترح البحثي هنا طريقة اقتصادية تستخدم للمرة الأولي يتم من خلالها استغلال النفايات الصلبة لعنصر الماغنسيوم المتخلف عن عمليات السبك في ورش المسابك وذلك في تحضير قاعدة فلزية للماغنسيوم يتم دمجها مع محفزات نانونية الأبعاد تعمل جميعها في منظومة واحدة ترمى إلى تخليق مساحيق لمتراكبات نانونية الأبعاد تتمتع بقدرة عالية على تخزين الهيدروجين وتفريغه بديناميكية عالية وذلك عند درجات حرارة منخفضة. كما يرمى المشروع إلى تصنيع مفاعل هيدروجينى سعة 5 لتر يتم تزويده بخلية وقود قدرة 2000 وات تعمل على تحويل غاز الهيدروجين المنبعث من متراكبات هيدريدات الماغنسيوم المشحونة داخل المفاعل وتحويله إلى طاقة كهربية يتم استغلالها في إدارة مركبة كهربية خفيفة قدرة 800 وات / 36 فولت. هذا ويتألف المشروع المقدم هنا من سبعة مهام هي؛ المهمة الأولي: تتعلق بشراء المواد وتجهيز الأجهزة المعملية الخاصة بالمشروع، المهمة الثانية: تجهيز ومعالجة سبيكة مواد النفايات الصلبة للماغنسيوم وتأهيلها، المهمة الثالثة: إنتاج مساحيق لهيدريدات الماغنسيوم ومعالجتها ميكانيكيا، المهمة الرابعة: تعين الخواص البلورية والمورفولوجية للمواد المنتجة المهمة الخامسة: تعيين الخواص الحرارية والهيدروجينية، المهمة السادسة: تصنيع مفاعل هيدروجينى يستخدم في إدارة مركبة كهربائية خفيفة، أما المهمة السابعة فهي تختص بكتابة التقارير.

Magnesium (Mg) and its alloys have received significant attention as promising hydrogen storage materials. However, this binary system has high hydrogen capacity; its high thermal stability and slow de/hydrogenation kinetics at rather high temperatures are considered major barriers for real applications. This project aims at utilizing the solid-waste Mg metal (precursor) yielded from foundries to produce high-capacity Mg-based hydrogen storage systems catalyzed with selected catalytic agents. It is expected that the fabricated nanocomposite systems will possess improved de/hydrogenation kinetics at a lower temperature. The present study aims at manufacturing a 5-L -prototype reactor for running a light electric golf -cart (800 W/36 V/DC) through 2,000 W/36 V fuel cell. The work in the project will be tackled through 7 tasks. Task 1 is focused on mobilization; Task 2 will be devoted to treat and purify the as-received solid waste Mg. The as-treated Mg metal will be employed as feedstock material to prepare ultrafine metal magnesium hydride (MgH2) powder (Task 3). The crystal structure and morphological characteristics of the as-prepared metal hydrides will be investigated in Task 4, where their thermal stabilities and hydrogenation properties will be determined experimentally in Task 5. Task 6 will focus on the manufacturing of the hydrogen reactor to be used for generating the required hydrogen to operate a fuel cell cart. The reports will be prepared in Task 7.