Name: in situ high pressure hydrogen tribological testing of common polymer materials used in the hydrogen delivery infrastructure
Uploaded: 2018-03-31T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 1 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure at JoVE.com

מחקר זה בוצע ב הפסיפי הלאומי מעבדה (PNNL), אשר מופעל על ידי מכון אנדרטת Battelle עבור מחלקת האנרגיה (DOE) תחת חוזה מס דה-AC05-76RL01830.

הניסוי המתואר כאן מחייב השימוש של גז מימן, אשר הוא חסר ריח, חסר צבע, ובכך ניתן לגילוי על ידי החושים האנושי. מימן הוא דליק, שנשרף כמעט בלתי נראה כחול להבה, יכולים להיווצר תערובת נפיצה בנוכחות חמצן. בלחצים גבוהים מעל MPa. 6.9 להוסיף מפגעים פיצוץ נוסף אשר חייב להיות מתוכנן כראוי כהכנה שום בדיקה. כמות זו של אנרגיה האצורה מייצג בטיחותי רציני, לכן בשל התמדה, תכנון, וביטחון הערכה חייב להתבצע לפני ביצוע ניסוי כזה על מנת להבטיח כי מפגעים אלו הן התמודדות עימם. הניסוי המוצג כאן מתבצע על פי זהירות מתאימים בתוך כלי קיבול מוסמך לחץ אמריקני בחברה של מהנדסי מכונות (ASME) עם דיסק פרץ מוגדר 34.5 MPa עם אוורור נאות.
1. הכנת פולימרים גיליון מניות
<ol><li>חלות אבקת פולימר EDPM גיליון המניה באמצעות ספוג שאינם שוחקים ולשטוף מתחת למים במשך כ 3 דקות להסיר שמנים טלק חלה במהלך תהליך הייצור והמשלוח.</li>
	<li>יבש פולימר גיליון בתנור ייבוש ב 85% טמפרטורת של החומר, בערך 75 ° C עבור EPDM, במשך כ- 72 שעות לכונן של כל המים הנותרים של כביסה.</li>
	<li>לכבות את התנור ומאפשרים גיליון חומרים פולימריים במלאי להתקרר לטמפרטורת החדר בתוך התנור.</li>
	<li>סמן פינה אחת של המניה גיליון עם חץ מצביע על החלק העליון של הגיליון פולימר. חץ זה יסייע עם זיהוי הכיוון של הגיליון במהלך הדור קופון לדוגמה, המבטיח כי דגימות מפיסות הסדין פולימר יהיה בעקביות באותו כיוון.</li>
	<li>אחסן את הפולימר גיליון מניות ב טמפרטורת חדר, והלחות מבוקרים סביבת ליד 25% לחות יחסית לפני בדיקות tribological.</li>
</ol>2. ייצור והרכבה קופונים לדוגמא
<ol><li>כשאתה לובש אבקת חינם כפפות, לסמן את המניה גיליון פולימר עם חץ באזור המיועד קופון ליד החץ המסומן במהלך ההכנה של המניה גיליון הפולימר כך שני חצים יש באותו הכיוון.</li>
	<li>באמצעות קוביה עגול בקוטר ס מ 2.222 ומקבת, לרמוס את קופון מדגם מסביב לסימן החצים.</li>
	<li>שחרר את hex קאפ הברגים המחברים את המלחציים מדגם על בחיי עיר tribometer, הסר בורג מכסה hex ואת דיוק באביב מן הפינה הכי נגיש של המלחציים הדגימה.</li>
	<li>שקופית קופון מדגם לתוך הדגימה קלאמפ, מקפיד לוודא המדגם מכוון עם החץ הצביע הפנים למטה, לכיוון החלק האחורי של המלחציים וזה הכי קרוב לצלחת האחורי של tribometer הצד.</li>
	<li>החלף דיוק האביב, hex בורג כובע בפינה ריק של המדגם מלחציים והמשך למסור הדק כל ארבעת הברגים קאפ hex של המלחציים עד סנוג כזה כי המדגם elastomer נדחס על ידי 10% מהדרו המקורי. בהנחה לגובה מדגם 0.318 ס מ, 10% דחיסה יכולה להיות מושגת באמצעות בלוק מד ס מ 0.287 בין שתי צלחות של המלחציים.</li>
</ol>3. מכינים את Tribometer בחיי עיר
<ol><li>המקום 2.413 ס מ כיול בלוק בין הקיר של tribometer המזחלת לדוגמה, ישירות מתחת הבורג נסיעה. ודא בתיבת אוסף נתונים כבוי, ופנו את השרשרת נסיעה בכיוון סיבוב השעון כדי לגבות את המזחלת מדגם כך הקצה של המזחלת הוא 2.413 ס מ מהקיר tribometer.</li>
	<li>נגב בעדינות כדור פלדה של פני השטח מונה עם מטלית רכה או מגבת נייר מוך-פחות, הממיס המתאים כגון אצטון עבור 30 שניות עד פני השטח מונה מופיעה ללא כל פסולת.</li>
	<li>החלק המוביל משטח מונה ארד ומשקל ארד, עומס רגיל הכולל של 7.5 N, על גבי המסילה בניצב המזחלת לדוגמה, המאפשר את הכדור מונה החלק בין לתוך המנעול ולנוח על הדגימה פולימר.</li>
	<li>באמצעות מפתח הקסדצימלי שני הברגים ארד, לחבר שנאי דיפרנציאלית לינארית משתנה (LVDT) מדידה בזרוע שלך בעל משטח מונה ארד כך הצילינדר בחופשיות צף של LVDT נשענת על הזרוע.</li>
	<li>התאם את המלחציים מעכב את LVDT במקום או למטה כך LVDT היא מדידה ליד זה נקודת האפס ואז להדק את המלחציים כדי לאבטח את LVDT במקום.</li>
	<li>. תוריד את מכלול tribometer לתוך כלי לחץ, להבטיח thermowell ב מקורבות העליון של כלי השיט יהיה נמוך יותר לתוך הפער בין tribometer את הקיר של כלי השיט.</li>
	<li>לעטוף אטימה o-ring עם סך של שנתיים וחצי שכבות של מצופפי בלם זעזועים. זו מושגת על ידי ליפוף מצופפי בלם זעזועים על כך כל גלישת נוספים חופף בערך מחצית הסיבוב שתמשיך עד סביב הקוטר של o-ring פעמיים. ואז לעטוף הקוטר של o-ring בפעם האחרונה ללא שום חפיפה. ברגע o-ring נעטף, ממקמת הקצב בשפתו של הספינה לחץ.</li>
	<li>ניקח בחשבון את התוויות חיווט, חבר מחדש את חוטי החשמל חמש עבור המנוע tribometer, 4 חוטים נתונים עבור התא מטען ו 5 חוטים נתונים עבור LVDT.</li>
</ol>4. איטום הספינה לחץ
<ol><li>נמוך מקורבות העליון של כלי לחץ כדי לסגור אותו, דואגת להוריד את מקורבות העליון בעדינות על גבי PTFE עטוף איטום o-ring.</li>
	<li>הכנס את המנעולים לתוך החורים ממוספרות על מקורבות העליון שציין יצרן עולה עד האצבע חזק.</li>
	<li>שימוש במפתח hex ידנית, מקפיא את המנעולים מקורבות עולה ביד חזק וחזור עד כבר לא יכול להיות הידק את המנעולים.</li>
	<li>החל מ- 120 ננומטר והגברת במרווחים של ~ 40 ננומטר, השתמש מפתח ברגים מומנט על מומנט והסתיר בורחת עולה על כל תוספת Nm ~ 40 עד שהם הם torqued ל 280 ננומטר.</li>
</ol>5. מילוי כלי לחץ
<ol><li>עכשיו כי הספינה לחץ סגור, להתחבר את אביזרי גז מכסה אוטוקלב, לשטוף את כלי הקיבול של הלחץ בגז ארגון לחץ נמוך (~0.55 MPa) עבור 1 h עד תכולת החמצן של כלי השיט יורד 10 עמודים לדקה באמצעות חיישן חמצן אנך לתוך הפלט של הכלי לחץ.</li>
	<li>לאט לאט (< MPa 0.25/s) לשטוף את הכלי עם גז מימן עד MPa. 6.9, ואז לאט לאט. תוציא את הגז הלחץ האטמוספרי. חזור על התהליך שטיפה עוד פעמיים.</li>
	<li>לאחר שטיפה על הספינה לחץ, לאט לאט (< MPa 0.25/s) יתמלאו הכלי לחץ גז מימן עד 13.75 MPa ולאפשר את כלי הקיבול לנוח 10 דקות כך הטמפרטורה של הגז בתוך הספינה equilibrates לטמפרטורת החדר.</li>
	<li>ממלאים את הכלי כדי 20.7 MPa ולא לחכות עוד 10 דקות.</li>
	<li>. איתרתי עד המטרה 27.6 MPa מקרוב את שסתומים.</li>
	<li>לאפשר את הדגימה פולימר כדי להשרות לפחות 12 שעות בגז המימן לפני תחילת הניסוי כדי לאפשר הסתננות מלאה.</li>
</ol>6. עורכים את הניסוי
<ol><li>שח כפול כל החוטים pass-through יציאה הספינה לחץ מחוברים כראוי לרתום חיווט שכותרתה המצורפת תיבת בקרת tribometer, ולאחר מכן הפעל את tribometer.</li>
	<li>תוכנה tribometer הגדר בזמן הניסוי עד שעה ב 0.1 ס"מ/s מהירות עם אורך הנתיב של 0.140 ס מ. זה תואם למרחק של-3.5 מ'.</li>
	<li>להקרע לתא המטען ולהבטיח כי LVDT מדווח על עומק המתאים בתוכנת tribometer שאמור להיות ליד 0 מ מ.</li>
	<li>להתחיל את הניסוי.</li>
</ol>7. לאחר הניסוי
<ol><li>לאחר השלמת הניסוי, לאט וונט הכלי הלחץ של גז מימן-0.35 כ MPa/s, המבטיח כי הטמפרטורה כלי לחץ אינה ירידה מתחת 0 ° C.</li>
	<li>לבסוף, לרוקן האחסון כלי הלחץ בגז ארגון בלחץ אטמוספירי במשך 10 דקות להבטיח שזה לא מימן שנותרו בתוך הכלי.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Schlapbach, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technology:+Hydrogen-fuelled+vehicles.">Technology: Hydrogen-fuelled vehicles.</a> Nature. 460 (7257), 809-811 (2009).</li><li>Jones, R., Thomas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Materials for the Hydrogen Economy. , (2007).</li><li>Barth, R., Simons, K. L., San Marchi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Polymers for Hydrogen Infrastructure and Vehicle Fuel Systems: Applications, Properties, and Gap Analysis. , 23-34 (2013).</li><li>Marchi, C., Somerday, B. P., Ref, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Technical Reference on Hydrogen Compatibility of Materials. , (2008).</li><li>Welch, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Challenges in developing hydrogen direct injection technology for internal combustion engines. , (2008).</li><li>Fukai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Metal-Hydrogen System. , (2005).</li><li>Lu, G., Kaxiras, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+embrittlement+of+aluminum:+The+crucial+role+of+vacancies.">Hydrogen embrittlement of aluminum: The crucial role of vacancies.</a> Phys. Rev. Lett. 94 (15), 155501 (2005).</li><li>Zhao, Z., Carpenter, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Annealing+enhanced+hydrogen+absorption+in+nanocrystalline+Pd&#8725;AuPd&#8725;Au+sensing+films.">Annealing enhanced hydrogen absorption in nanocrystalline Pd&#8725;AuPd&#8725;Au sensing films.</a> J. Appl. Phys. 97 (12), 124301 (2005).</li><li>Alvine, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-pressure+hydrogen+materials+compatibility+of+piezoelectric+films.">High-pressure hydrogen materials compatibility of piezoelectric films.</a> Appl. Phys. Lett. 97 (22), 221911 (2010).</li><li>Alvine, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+species+motion+in+piezoelectrics:+A+quasi-elastic+neutron+scattering+study.">Hydrogen species motion in piezoelectrics: A quasi-elastic neutron scattering study.</a> J. Appl. Phys. 111 (5), 53505 (2012).</li><li>Aggarwal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+hydrogen+on+Pb(Zr,Ti)O3Pb(Zr,Ti)O3-based+ferroelectric+capacitors.">Effect of hydrogen on Pb(Zr,Ti)O3Pb(Zr,Ti)O3-based ferroelectric capacitors.</a> Appl. Phys. Lett. 73 (14), (1998).</li><li>Ikarashi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+transmission+electron+microscopy+of+hydrogen-induced+degradation+in+ferroelectric+Pb(Zr,+Ti)O3Pb(Zr,+Ti)O3+on+a+Pt+electrod.">Analytical transmission electron microscopy of hydrogen-induced degradation in ferroelectric Pb(Zr, Ti)O3Pb(Zr, Ti)O3 on a Pt electrod.</a> Appl. Phys. Lett. 73 (14), (1998).</li><li>Castagnet, S., Grandidier, J., Comyn, M., Beno&#305;, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+influence+on+the+tensile+properties+of+mono+and+multi-layer+polymers+for+gas+distribution.">Hydrogen influence on the tensile properties of mono and multi-layer polymers for gas distribution.</a> Int. J. Hydrog. Energy. 35, 7633-7640 (2010).</li><li>Theiler, G., Gradt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tribological+characteristics+of+polyimide+composites+in+Hydrogen+environment.">Tribological characteristics of polyimide composites in Hydrogen environment.</a> Tribol. Int. 92, 162-171 (2015).</li><li>Sawae, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Friction+and+wear+of+bronze+filled+PTFE+and+graphite+filled+PTFE+in+40+MPA+hydrogen+gas.">Friction and wear of bronze filled PTFE and graphite filled PTFE in 40 MPA hydrogen gas.</a> Proceed. , 249-251 (2011).</li><li>Fujiwara, H., Ono, H., Nishimura, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradation+behavior+of+acrylonitrile+butadiene+rubber+after+cyclic+high-pressure+hydrogen+exposure.">Degradation behavior of acrylonitrile butadiene rubber after cyclic high-pressure hydrogen exposure.</a> Int. J. Hydrogen Energy. 40 (4), 2025-2034 (2015).</li><li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+low+temperature+prestrain+on+hydrogen+gas+embrittlement+of+metastable+austenitic+stainless+steels.">Influence of low temperature prestrain on hydrogen gas embrittlement of metastable austenitic stainless steels.</a> Int. J. Hydrogen Energy. 38 (25), 11181-11187 (2013).</li><li>Weber, S., Theisen, W., Mart&#305;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+stable+high-aluminum+austenitic+stainless+steel+for+hydrogen+applications.">Development of a stable high-aluminum austenitic stainless steel for hydrogen applications.</a> Int. J. Hydrogen Energy. 38 (14), 5989-6001 (2013).</li><li>Papavinasam, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Corrosion control in the oil and gas industry. , (2013).</li><li>Yamamoto, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+Embrittlement+of+Nuclear+Power+Plant+Materials.">Hydrogen Embrittlement of Nuclear Power Plant Materials.</a> Mat. Trans. 45 (8), 2647-2649 (2004).</li><li>Rymuza, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tribology+of+polymers.">Tribology of polymers.</a> Arch. Civ. Mech. Eng. 7 (4), 177-184 (2007).</li><li>Mckeen, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 1 Introduction to Fatigue and Tribology of Plastics and Elastomers. , (2010).</li><li>Lorge, O., Briscoe, B. J., Dang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+induced+damage+in+poly(vinylidene+fluoride)+exposed+to+decompression.">Gas induced damage in poly(vinylidene fluoride) exposed to decompression.</a> Polymer. 40, 2981-2991 (1999).</li><li>Sawae, Y., Yamaguchi, A., Nakashima, K., Murakami, T., Sugimura, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Hydrogen+Atmosphere+on+Wear+Behavior+of+PTFE+Sliding+Against+Austenitic+Stainless+Steel.">Effects of Hydrogen Atmosphere on Wear Behavior of PTFE Sliding Against Austenitic Stainless Steel.</a> Proceed. , 1-3 (2008).</li><li>Sawae, Y., Nakashima, K., Doi, S., Murakami, T., Sugimura, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+high+pressure+hydrogen+on+wear+of+PTFE+and+PTFE+composite.">Effects of high pressure hydrogen on wear of PTFE and PTFE composite.</a> Proceed. , 233-235 (2010).</li><li>Duranty, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+situ+tribometer+for+measuring+friction+and+wear+of+polymers+in+a+high+pressure+hydrogen+environment.">An in situ tribometer for measuring friction and wear of polymers in a high pressure hydrogen environment.</a> Rev. Sci. Instrum. 88 (9), (2017).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

הנוכחי באתרו לשעבר טכניקות בדיקה tribological של חומרים פולימריים דורשים דוגמאות להיחשף מימן בלחץ גבוה אשר נמצאים ואז נשאר בטרם נבדק באמצעות של tribometer מסחרי. 15 , 24 , 25 המתודולוגיה מבחן בפרוטוקול זה תוכנן כדי לאפשר בדיקת המאפיינים tribological של ?...

בשנים האחרונות, חלה התעניינות רבה מימן כמו פליטה פוטנציאל אפס או דלק ליד אפס פליטה רכב ומקורות הכוח נייח. מאחר מימן קיים גז בצפיפות נמוכה בטמפרטורת החדר, מרבית היישומים משתמשים צורה כלשהי של מימן דחוס עבור הדלק. 1 , 2 חיסרון פוטנציאל השימוש דחוס, גז מימן בלחץ גבוה הוא תאימות עם חומרים רבים המצויים תשתית-2,-3,-4 ויישומים לרכבים5 איפה בעיות תאימות משולבים עם חוזרות בלחץ וטמפרטורה רכיבה על אופניים. סביבה מימן טהור ידוע נזק רכיבי מתכת כולל פלדות מסוימים, טיטניום באמצעות מנגנונים שונים כולל היווצרות הידריד, נפיחות, פני השטח שלפוחיות, הפרכת חומרים. 2 , 6 , 7 , 8 Non-מתכתי רכיבים כגון עופרת zirconate חומצה טיטנית (PZT) המשמש בקרמיקה פיזואלקטריים הוכיחו גם רגישים השפלה עקב מימן אפקט אי התאמה כגון שלפוחיות משטח והעברה עופרת. 9 , 10 , 11 , 12 בעוד דוגמאות אלה של נזק עקב חשיפה מימן נחקרו בעבר, התאימות של פולימר רכיבים בתוך סביבות מימן רק לאחרונה הפך להיות עניין. 13 , 14 , 15 , 16 זה במידה רבה תוצאה של רכיבים מתכתיים מתן המבנית גרעינית ויישומים נפט וגז ואילו הרכיבים הפולימר בדרך כלל לשמש מחסומים או חותמות. 17 , 18 , 19 , 20 כתוצאה מכך, חיכוך, לובשים המאפיינים של חומרים פולימריים בתוך רכיבים כגון טפלון (PTFE) שסתום המושבים, nitrile טבעי גומי (NBR) O-טבעות הופכים גורמים חשובים ביכולתם לתפקד.
במקרה של התשתית מימן, מכילים רכיבים כגון שסתומים, מדחסים, מיכלי אחסון חומרים פולימריים בקשר עם משטחים מתכתיים. האינטראקציה חיכוך בין פולימר מתכת משטחים תוצאות ללבוש מכל סוג של המשטחים. המדע של הקשר בין שחיקה של שני משטחים שמעצבת חיכוך ידוע בשם tribology. פולימרים נוטים להיות בעלי מודולים אלסטי נמוך וכוח מאשר מתכתיים, ולכן המאפיינים tribological של חומרים פולימריים שונים מאוד אלה מאלה חומרים מתכתיים. כתוצאה מכך, פולימר משטחים נוטים להפגין נזק בלאי גדול לאחר מגע חיכוך עם משטח מתכתי. 21 , 22 מימן תשתית יישומים, מהירה לחץ, טמפרטורה רכיבה על אופניים גורם אינטראקציה חוזרות ונשנות בין פולימר מתכת משטחים, ומגדילה את הסיכוי של חיכוך וללבוש על רכיב פולימר. לכימות הנזק הזה עשויה להיות מאתגרת באתרו לשעבר בשל אפשרי נפיצה של המדגם פולימר לאחר שיחרור הלחץ אשר עלול לגרום נזק בלתי-tribological. 23 . בנוסף, מוצרים פולימריים מסחריים רבים מכילים חומרי מילוי ותוספים רבים כגון תחמוצת מגנזיום (MgO) כי ייתכן אינטראקציה שלילית עם גז מימן דרך hydriding, שמסבך עוד יותר את ניתוח באתרו לשעבר של ללבוש אלה חומרים. 24 , 25
בשל המורכבות של הבחנה בין נזק לחומר פולימרי שנגרם במהלך ירידת ונזק עקב בלאי tribological באתרו לשעבר, יש צורך ללמוד ישירות את המאפיינים חיכוך של חומרים מתכתיים סיטו בתוך סביבה מימן בלחץ גבוה שסביר קיימים בתוך התשתית משלוח מימן. ב פרוטוקול זה, נדגים מבחן מתודולוגיה שפותחה כדי לכמת את החיכוך וללבוש מאפיינים של חומרים פולימריים בסביבה מימן בלחץ גבוה ניצול של tribometer בנוי למטרה בחיי עיר . 26 אנו מציגים גם נציג נתונים רכשה באמצעות tribometer בחיי עיר , אתילן פרופילן diene מונומר (EPDM) גומי, איטום פולימר נפוץ והחומרים מכשול. החומר EPDM אשר נציג הנתונים נוצר באמצעות פרוטוקול להלן נרכש ב גיליונות רבועים 60.96 ס מ עם 0.3175 ס"מ עובי ו שדווח על ידי הספק יש דירוג קושי 60A.

<table><tbody><tr><td>EPDM Polymer Stock Sheet</td><td>McMaster-Carr</td><td>8525T68</td><td>24&quot; x 24&quot;, 1/8&quot; Thick</td></tr><tr><td>Pressure Vessel, Autoclave</td><td>Fluitron Inc.</td><td>8308-1788-U</td><td>5&quot; diameter, 1&#039; height</td></tr><tr><td>High Purity Hydrogen Gas</td><td>Praxair</td><td>HY4.5</td><td>Grade 4.5, 5ppm O2, 5 ppm H20</td></tr><tr><td>O2 Sensor</td><td>Advanced Micro Instruments</td><td>T2</td><td>0-5ppm min. range, 10,0000ppm max.</td></tr><tr><td>Pre-purified Argon Gas</td><td>Oxarc</td><td>LCCO-HP818</td><td>High-purity, 99.998%</td></tr><tr><td>Liquid Dishwashing Detergent</td><td>McMaster-Carr</td><td>98365T89</td><td>32 oz pour bottle, lemon scented</td></tr><tr><td>Mildew Resistant Sponge</td><td>McMaster-Carr</td><td>7309T1</td><td>6&quot; long x 3 -1/2&quot; Wide x 1&quot; High, yellow</td></tr><tr><td>PTFE Pipe Thread Sealant Tape</td><td>McMaster-Carr</td><td>4591K12</td><td>1/2&quot; wide, white color</td></tr><tr><td>Gas Tube Fittings</td><td>Swagelok</td><td>SS-400-1-4</td><td>1/4&quot; OD, stainless steel, male NPT threading</td></tr><tr><td>Hammer Driven Die</td><td>McMaster-Carr</td><td>3427A22</td><td>7/8&quot; Hammer driven hole punch</td></tr><tr><td>Linear Variable Differential Transformer</td><td>Omega</td><td>LD320-2.5&amp;nbsp;</td><td>2.5mm, AC output, guided w/spring</td></tr><tr><td>Autoclave O-ring Seal</td><td>Fluitron Inc.</td><td>A-4511</td><td>Hastelloy C-276, 5-3/4&quot; OD x 5&quot; ID x 3/8&quot;</td></tr><tr><td>Torque Wrench</td><td>McMaster-Carr</td><td>85555A422</td><td>Adjustable Torque-Limiting Wrench, Quick-Release, 1/2&quot; Square Drive, 50-250 ft.-lbs. Torque</td></tr><tr><td>Mallet</td><td>McMaster-Carr</td><td>5939A11</td><td>Hard and Extra-Hard Rubber Hammer, 2-1/4 lbs.</td></tr><tr><td>iLoad Mini Capacitive Load Sensor</td><td>Loadstar Sensors</td><td>MFM-050-050-S*C03</td><td>50 lb, U Calibration, 0.5% Accuracy, Steel</td></tr></tbody></table>

in situ high pressure hydrogen tribological testing of common polymer materials used in the hydrogen delivery infrastructure

גז מימן בלחץ גבוה ידוע להשפיע לרעה על רכיבים מתכתיים של מדחסים, שסתומים, משאבות, מפעילים. עם זאת, יחסית מעט מאוד ידוע על ההשפעות של מימן בלחץ גבוה-פולימר ואטימות מכשול החומרים המצויים גם רכיבים אלה. מחקר נוסף נדרש כדי לבדוק את התאימות של חומרים פולימריים נמצאו מרכיבי התשתית אספקת דלק מימן עם מימן בלחץ גבוה. כתוצאה מכך, חשוב לקחת בחשבון את השינויים מאפיינים פיזיים כגון חיכוך וללבוש בחיי עיר בזמן הפולימר חשופים מימן בלחץ גבוה. ב פרוטוקול זה, אנו להציג שיטה לבדיקת החיכוך, ללבוש את המאפיינים של-אתילן פרופילן diene מונומר (EPDM) אלסטומר דגימות סביבה 28 של מימן בלחץ גבוה MPa באמצעות לפי הזמנה בחיי עיר ליניארי pin-בשטוח reciprocating tribometer. נציג נובע הן בדיקה זו הציג אשר מציינים כי החיכוך של מקדם בין EPDM מדגם קופון מונה פלדה השטח גדל במימן בלחץ גבוה לעומת של מקדם החיכוך באופן דומה נמדד אויר.

באמצעות המתודולוגיה שהוצגו, ניתן למדוד את המקדם של מקדם החיכוך, לובשים קינטי דוגמה אלסטומריים בזמן בסביבה מימן בלחץ גבוה. נציג הנתונים המוצגים באיור 1 מראים כי בסביבה מימן בלחץ גבוה כוח גדול יותר הוא נדרש לעבור EPDM דוגמאות פולימר מתחת לפני השטח מונה פלדה. ב...

Watch this Scientific Journal Video about In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure at JoVE.com

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

מתודולוגיה מבחן לכימות המאפיינים tribological של פולימרים המשמשים מימן תשתית שירות הוכח ואת תוצאות אופיינית אלסטומר נפוצים הם דנו.

בחיי עיר מימן בלחץ גבוה Tribological בדיקה של חומרים פולימריים המשמשים תשתית משלוח של מימן

High pressure hydrogen gas is known to adversely affect metallic components of compressors, valves, hoses, and actuators. However, relatively little is ...

in-situ-high-pressure-hydrogen-tribological-testing-common-polymer

Research

JoVE Journal

Engineering

In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

7.5K Views.  Pacific Northwest National Laboratory. מתודולוגיה מבחן לכימות המאפיינים tribological של פולימרים המשמשים מימן תשתית שירות הוכח ואת תוצאות אופיינית אלסטומר נפוצים הם דנו.

Video: In Situ High Pressure Hydrogen Tribological Testing of Common Polymer Materials Used in the Hydrogen Delivery Infrastructure

A Testing Platform for Durability Studies of Polymers and Fiber-reinforced Polymer Composites under Concurrent Hygrothermo-mechanical Stimuli

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs and condition-based maintenance. These materials are adopted in a wide range of engineering applications, from aircraft and ship structures, to bridges, wind turbine blades, biomaterials and biomedical implants. Polymers are viscoelastic materials, and their response may be highly nonlinear and thus make it challenging to predict and monitor their in-service performance. The laboratory-scale testing platform presented herein assists the investigation of the influence of concurrent mechanical loadings and environmental conditions on these materials. The platform was designed to be low-cost and user-friendly. Its chemically resistant materials make the platform adaptable to studies of chemical degradation due to in-service exposure to fluids. An example of experiment was conducted at RT on closed-cell polyurethane foam samples loaded with a weight corresponding to ~50% of their ultimate static and dry load. Results show that the testing apparatus is appropriate for these studies. Results also highlight the larger vulnerability of the polymer under concurrent loading, based on the higher mid-point displacements and lower residual failure loads. Recommendations are made for additional improvements to the testing apparatus.

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites in service is a critical aspect for their designs and condition-based maintenance. We present a novel low-cost laboratory testing platform for the investigation of the influence of concurrent mechanical and environmental loadings, and may help design more efficient yet safer composite structures.

בדיקת פלטפורמה לעמידות ללימודים של פולימרים ומחוזקים בסיבים פולימריים מרוכבים תחת גירויים במקביל Hygrothermo-מכאניים

The durability of polymers and fiber-reinforced polymer composites under service condition is a critical aspect to be addressed for their robust designs ...

Atomically Traceable Nanostructure Fabrication

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process being used in order to maintain exquisite control over both feature size and feature density. Here, we demonstrate a method for tracking atomically resolved and controlled structures from initial template definition through final nanostructure metrology, opening up a pathway for top-down atomic control over nanofabrication. Hydrogen depassivation lithography is the first step of the nanoscale fabrication process followed by selective atomic layer deposition of up to 2.8 nm of titania to make a nanoscale etch mask. Contrast with the background is shown, indicating different mechanisms for growth on the desired patterns and on the H passivated background. The patterns are then transferred into the bulk using reactive ion etching to form 20 nm tall nanostructures with linewidths down to ~6 nm. To illustrate the limitations of this process, arrays of holes and lines are fabricated. The various nanofabrication process steps are performed at disparate locations, so process integration is discussed. Related issues are discussed including using fiducial marks for finding nanostructures on a macroscopic sample and protecting the chemically reactive patterned Si(100)-H surface against degradation due to atmospheric exposure.

We report a protocol for combining the atomic metrology of the Scanning Tunneling Microscope for surface patterning with selective Atomic Layer Deposition and Reactive Ion Etching. Using a robust process involving numerous atmospheric exposures and transport, 3D nanostructures with atomic metrology are fabricated.

ייצור ננו-מבנה אטומי למעקב

Reducing the scale of etched nanostructures below the 10 nm range eventually will require an atomic scale understanding of the entire fabrication process ...

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at a frequency above the acoustic range (20 kHz). As a solid-state technology, ultrasonic lubrication can be used where conventional lubricants are unfeasible or undesirable. Further, ultrasonic lubrication allows for electrical modulation of the effective friction coefficient between two sliding surfaces. This property enables adaptive systems that modify their frictional state and associated dynamic response as the operating conditions change. Surface wear can also be reduced through ultrasonic lubrication. We developed a protocol to investigate the dependence of friction force reduction and wear reduction on the linear sliding velocity between ultrasonically lubricated surfaces. A pin-on-disc tribometer was built which differs from commercial units in that a piezoelectric stack is used to vibrate the pin at 22 kHz normal to the rotating disc surface. Friction and wear metrics including effective friction force, volume loss, and surface roughness are measured without and with ultrasonic vibrations at a constant pressure of 1 to 4 MPa and three different sliding velocities: 20.3, 40.6, and 87 mm/sec. An optical profilometer is utilized to characterize the wear surfaces. The effective friction force is reduced by 62% at 20.3 mm/sec. Consistently with existing theories for ultrasonic lubrication, the percent reduction in friction force diminishes with increasing speed, down to 29% friction force reduction at 87 mm/sec. Wear reduction remains essentially constant (49%) at the three speeds considered.

We present a protocol for using a piezoelectrically-assisted tribometer and optical profilometer to investigate the dependence of ultrasonic wear and friction reduction on linear velocity, contact pressure, and surface properties.

ניסויים בUltrasonic שימון שימוש Tribometer סייע-Piezoelectrically וProfilometer האופטי

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

Quantification of Hydrogen Concentrations in Surface and Interface Layers and Bulk Materials through Depth Profiling with Nuclear Reaction Analysis

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and non-destructively reveals the hydrogen density distribution at surfaces, at interfaces, and in the volume of solid materials with high depth resolution. The technique applies a 15N ion beam of 6.385 MeV provided by an electrostatic accelerator and specifically detects the 1H isotope in depths up to about 2 &#956;m from the target surface. Surface H coverages are measured with a sensitivity in the order of ~1013 cm-2 (~1% of a typical atomic monolayer density) and H volume concentrations with a detection limit of ~1018 cm-3 (~100 at. ppm). The near-surface depth resolution is 2-5 nm for surface-normal 15N ion incidence onto the target and can be enhanced to values below 1 nm for very flat targets by adopting a surface-grazing incidence geometry. The method is versatile and readily applied to any high vacuum compatible homogeneous material with a smooth surface (no pores). Electrically conductive targets usually tolerate the ion beam irradiation with negligible degradation. Hydrogen quantitation and correct depth analysis require knowledge of the elementary composition (besides hydrogen) and mass density of the target material. Especially in combination with ultra-high vacuum methods for in-situ target preparation and characterization, 1H(15N,&#945;&#947;)12C NRA is ideally suited for hydrogen analysis at atomically controlled surfaces and nanostructured interfaces. We exemplarily demonstrate here the application of 15N NRA at the MALT Tandem accelerator facility of the University of Tokyo to (1) quantitatively measure the surface coverage and the bulk concentration of hydrogen in the near-surface region of a H2 exposed Pd(110) single crystal, and (2) to determine the depth location and layer density of hydrogen near the interfaces of thin SiO2 films on Si(100).

We illustrate the application of 1H(15N,&#945;&#947;)12C resonant nuclear reaction analysis (NRA) to quantitatively evaluate the density of hydrogen atoms on the surface, in the volume, and at an interfacial layer of solid materials. The near-surface hydrogen depth profiling of a Pd(110) single crystal and of SiO2/Si(100) stacks is described.

כימות של ריכוזי מימן שכבות חיצוניות ואת ממשק חומרים בתפזורת באמצעות פרופיל עומק עם ניתוח תגובה גרעיני

Nuclear reaction analysis (NRA) via the resonant 1H(15N,&#945;&#947;)12C reaction is a highly effective method of depth profiling that quantitatively and ...

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of tri-leaflet polymer valve prostheses. However, identification of a protocol for initial assessment of polymer valve hydrodynamic functionality is paramount during the early stages of the design process. Traditional in vitro pulse duplicator systems are not configured to accommodate flexible tri-leaflet materials; in addition, assessment of polymer valve functionality needs to be made in a relative context to native and prosthetic heart valves under identical test conditions so that variability in measurements from different instruments can be avoided. Accordingly, we conducted hydrodynamic assessment of i) native (n = 4, mean diameter, D = 20 mm), ii) bi-leaflet mechanical (n= 2, D = 23 mm) and iii) polymer valves (n = 5, D = 22 mm) via the use of a commercially available pulse duplicator system (ViVitro Labs Inc, Victoria, BC) that was modified to accommodate tri-leaflet valve geometries. Tri-leaflet silicone valves developed at the University of Florida comprised the polymer valve group. A mixture in the ratio of 35:65 glycerin to water was used to mimic blood physical properties. Instantaneous flow rate was measured at the interface of the left ventricle and aortic units while pressure was recorded at the ventricular and aortic positions. Bi-leaflet and native valve data from the literature was used to validate flow and pressure readings. The following hydrodynamic metrics were reported: forward flow pressure drop, aortic root mean square forward flow rate, aortic closing, leakage&#160;and regurgitant volume, transaortic closing, leakage, and total energy losses. Representative results indicated that hydrodynamic metrics from the three valve groups could be successfully obtained by incorporating a custom-built assembly into a commercially available pulse duplicator system and subsequently, objectively compared to provide insights on functional aspects of polymer valve design.

There has been renewed interest in developing polymer valves. Here, the objectives are to demonstrate the feasibility of modifying a commercial pulse duplicator to accommodate tri-leaflet geometries and to define a protocol to present polymer valve hydrodynamic data in comparison to native and prosthetic valve data collected under near-identical conditions.

פרוטוקול להערכה הידרודינמית יחסית של הפולימר שסתום Tri-עלון

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

Bioengineering

Synthesis and Testing of Supported Pt-Cu Solid Solution Nanoparticle Catalysts for Propane Dehydrogenation

A convenient method for the synthesis of bimetallic Pt-Cu catalysts and performance tests for propane dehydrogenation and characterization are demonstrated here. The catalyst forms a substitutional solid solution structure, with a small and uniform particle size around 2 nm. This is realized by careful control over the impregnation, calcination, and reduction steps during catalyst preparation and is identified by advanced in situ synchrotron techniques. The catalyst propane dehydrogenation performance continuously improves with increasing Cu:Pt atomic ratio.

A convenient method for the synthesis of 2 nm supported bimetallic nanoparticle Pt-Cu catalysts for propane dehydrogenation is reported here. In situ synchrotron X-ray techniques allow for the determination of the catalyst structure, which is typically unobtainable using laboratory instruments.

סינתזה ובדיקה של Pt-Cu נתמך פתרון מוצק Nanoparticle זרזים עבור פרופ &#39;Dehydrogenation

A convenient method for the synthesis of bimetallic Pt-Cu catalysts and performance tests for propane dehydrogenation and characterization are ...

Chemistry

Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, batteries, and biomedical devices, etc., impose great challenges on the reliable performance of alloys exposed to extreme conditions where mechanical and electrochemical attack co-exist. Finding ways for alloys to mitigate the combined attack of wear and corrosion (i.e., tribocorrosion) under such extreme conditions is thus highly critical for improving their reliability and service lifetime when used in such conditions. The challenge lies in the fact that wear and corrosion are not independent of each other, but rather work synergistically to accelerate the total material loss. Thus, a reliable method to evaluate the tribocorrosion resistance of metals and alloys is needed. Here, a protocol for measuring the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of Al-based bulk and thin film samples in a corrosive environment under room temperature is presented.

Here, we present a protocol to measure the tribocorrosion rate and wear-corrosion synergy of thin film and bulk Al alloys in simulated sea water at room temperature.

קביעת קצב Tribocorrosion ואת הסינרגיה ללבישה-קורוזיה של סגסוגות אלומיניום בתפזורת ושכבות דקות

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, ...

Hydrogen Charging of Aluminum using Friction in Water

A new method of hydrogen charging of aluminum was developed by means of a friction in water (FW) procedure. This procedure can easily introduce high amounts of hydrogen into aluminum based on the chemical reaction between water and non-oxide coated aluminum.

In order to introduce high amounts of hydrogen in aluminum and aluminum alloys, a new method of hydrogen charging was developed, called the friction in water procedure.

מימן טעינה של אלומיניום באמצעות חיכוך במים

A new method of hydrogen charging of aluminum was developed by means of a friction in water (FW) procedure. This procedure can easily introduce high ...

Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs

Pressure limitations of many microfluidic platforms have been a significant challenge in microfluidic experimental studies of fractured media. As a result, these platforms have not been fully exploited for direct observation of high-pressure transport in fractures. This work introduces microfluidic platforms that enable direct observation of multiphase flow in devices featuring surrogate permeable media and fractured systems. Such platforms provide a pathway to address important and timely questions such as those related to CO2 capture, utilization and storage. This work provides a detailed description of the fabrication techniques and an experimental setup that may serve to analyze the behavior of supercritical CO2 (scCO2) foam, its structure and stability. Such studies provide important insights regarding enhanced oil recovery processes and the role of hydraulic fractures in resource recovery from unconventional reservoirs. This work presents a comparative study of microfluidic devices developed using two different techniques: photolithography/wet-etching/thermal-bonding versus Selective Laser-induced Etching. Both techniques result in devices that are chemically and physically resistant and tolerant of high pressure and temperature conditions that correspond to subsurface systems of interest. Both techniques provide pathways to high-precision etched microchannels and capable lab-on-chip devices. Photolithography/wet-etching, however, enables fabrication of complex channel networks with complex geometries, which would be a challenging task for laser etching techniques. This work summarizes a step-by-step photolithography, wet-etching and glass thermal-bonding protocol and, presents representative observations of foam transport with relevance to oil recovery from unconventional tight and shale formations. Finally, this work describes the use of a high-resolution monochromatic sensor to observe scCO2 foam behavior where the entirety of the permeable medium is observed simultaneously while preserving the resolution needed to resolve features as small as 10 &#181;m.

Microfluidic Fabrication Techniques for High-Pressure Testing of Microscale Supercritical CO2 Foam Transport in Fractured Unconventional Reservoirs

This paper describes a protocol along with a comparative study of two microfluidic fabrication techniques, namely photolithography/wet-etching/thermal-bonding and Selective Laser-induced Etching (SLE), that are suitable for high-pressure conditions. These techniques constitute enabling platforms for direct observation of fluid flow in surrogate permeable media and fractured systems under reservoir conditions.

טכניקות ייצור מיקרו-נוזלים לבדיקות בלחץ גבוה של הובלת קצף CO2 סופר-קריטי בקנה מידה במאגרים לא קונבנציונליים סדוקים

Pressure limitations of many microfluidic platforms have been a significant challenge in microfluidic experimental studies of fractured media. As a ...

Hydrogen Production and Utilization in a Membrane Reactor

Industrial hydrogenation consumes ~11 Mt of fossil-derived H2 gas yearly. Our group invented a membrane reactor to bypass the need to use H2 gas for hydrogenation chemistry. The membrane reactor sources hydrogen from water and drives reactions using renewable electricity. In this reactor, a thin piece of Pd separates an electrochemical hydrogen production compartment from a chemical hydrogenation compartment. The Pd in the membrane reactor acts as (i) a hydrogen-selective membrane, (ii) a cathode, and (iii) a catalyst for hydrogenation. Herein, we report the use of atmospheric mass spectrometry (atm-MS) and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) to demonstrate that an applied electrochemical bias across a Pd membrane enables efficient hydrogenation without direct H2 input in a membrane reactor. With atm-MS, we measured a hydrogen permeation of 73%, which enabled the hydrogenation of propiophenone to propylbenzene with 100% selectivity, as measured by GC-MS. In contrast to conventional electrochemical hydrogenation, which is limited to low concentrations of starting material dissolved in a protic electrolyte, the physical separation of hydrogen production from utilization in the membrane reactor enables hydrogenation in any solvent or at any concentration. The use of high concentrations and a wide range of solvents is particularly important for reactor scalability and future commercialization.

Membrane reactors enable hydrogenation in ambient conditions without direct H2 input. We can track the hydrogen production and utilization in these systems using atmospheric mass spectrometry (atm-MS) and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS).

ייצור וניצול מימן בכור ממברנות

Industrial hydrogenation consumes ~11 Mt of fossil-derived H2 gas yearly. Our group invented a membrane reactor to bypass the need to use H2 gas for ...

בחיי עיר מימן בלחץ גבוה Tribological בדיקה של חומרים פולימריים המשמשים תשתית משלוח של מימן

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video