C - Chemistry – Metallurgy – 01 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
01
B
C01B 3/04 (2006.01) C01B 13/02 (2006.01)
Patent
CA 2619515
The invention relates to a method for the photo- and thermochemical generation of hydrogen and/or oxygen from water in the presence of suicides, silicide- like compositions, metallosilicides and non-metallic suicides such as borosilicides, carbosilicides and nitrosilicides, i.e. all compositions containing silicon and being of the molecular formula RSix and/or RSixOy wherein R represents an organic, metallic, organometallic and/or inorganic residue and/or oxides thereof, and Si being silicon and specifically a suicide moiety with X > zero and O representing oxygen with Y zero. The suicide moieties in these compositions exhibit characteristically a high electron density on silicon all of which can also be oxidized. The suicides and silicide-like compositions and/or oxides thereof can react catalytically in these aforementioned processes proceeding with or without light. However, upon irradiation of the reactions an increase of gas evolution is observed, this notably applying to artificial light as well as sunlight. Higher reaction temperatures are often favourable for these processes. Suicides and silicide- like compositions and/or oxides thereof are mostly semiconductor-type materials. Furthermore, these compositions are able to absorb/desorb hydrogen and oxygen reversibly wherein oxygen absorption/desorption is favourable but can occur simultaneously with hydrogen absorption and desorption. The desorption of hydrogen and oxygen can occur at ambient or higher temperatures, especially the processes concerning hydrogen, depending on the nature of the suicides and silicide-like compositions and/or oxides thereof employed. Furthermore, it was found that coupling or complexing a dye such as perylenes, perylene dyes and perylene congeners or analogs to suicides and silicide-like compositions and/or oxides thereof is favourable for the light absorption and hence for the reactivity of the suicides and silicide-like compositions. Further, it was found that the reactions using suicides and silicide-like compositions and/or oxides thereof for the purpose of water reduction and/or oxidation to yield hydrogen and/or oxygen, respectively, can be carried out by employing the suicides and silicide-like compositions and/or oxides thereof in immobilized form, i.e. when these compositions are attached onto or fixed in a polymeric material, as well as onto or in a glass or glass-like material, especially when these materials are electrically conducting. The same applies to the storage and release processes of the aforementioned gases. Furthermore a process is found wherein oxygen is transformed to polyoxygen of the formula On (n > 3) and/or hydogenpolyperoxides of the formula H2On (n > 2) including the back reactions to form oxygen.
La présente invention a trait à un procédé pour la génération photochimique et thermochimique d'hydrogène et/ou d'oxygène à partir de l'eau en présence de siliciures, de compositions à base de siliciures et des siliciures non métalliques tels que des borosiliciures, carbosiliciures et nitrosiliciures, c'est à dire des compositions contenant du silicium et de formule moléculaire Rsix et/ou RsixOy, dans laquelle R représente un résidu organique, métallique, organométallique et/ou inorganique et/ou des oxydes de celui-ci, et Si étant du silicium et spécifiquement un groupe fonctionnel siliciure avec X > zéro et O représentant de l'oxygène, avec y = zéro. Les groupes fonctionnels siliciure dans ces compositions présentent typiquement une densité élevée d'électrons sur silicium dont tous peuvent également être oxydés. Les siliciures et les composés à base de siliciures et/ou des oxydes de ceux-ci peuvent avoir une réaction catalytique dans lesdits procédés en présence ou en l'absence de la lumière. Cependant, lors de l'irradiation des réactions on observe un accroissement de développement de gaz, ceci notamment par l'application de la lumière artificielle ainsi que du rayonnement solaire. Des températures de réaction supérieures facilitent souvent ces procédés. Des siliciures ou des compositions à base de siliciures et/ou des oxydes de ceux-ci sont majoritairement des matériaux de type semi-conducteurs. En outre, ces compositions sont capables d'absorption/désorption réversible de l'hydrogène et de l'oxygène dans lesquelles l'oxygène est avantagé mais peut également se produire simultanément à l'absorption et la désorption de l'hydrogène. La désorption de l'hydrogène et de l'oxygène peut se produire à des températures ambiantes ou supérieures, particulièrement dans des procédés concernant l'hydrogène, selon la nature des siliciures et des compositions à base de siliciures et/ou des oxydes de ceux-ci qui sont utilisés. En outre, on a observé que le couplage ou le complexion d'un colorant tels que des pérylènes, des colorants à base de pérylène ou des congénères à base de pérylène ou analogues aux siliciures et des compositions à base de siliciures et/ou des oxydes de ceux-ci est favorable à l'absorption de la lumière et donc pour la réactivité des siliciures et des compositions à base de siliciures. En outre, on a observé que les réactions mettant en oeuvre des siliciures et des compositions à base de siliciures et/ou des oxydes de ceux-ci à des fins de réduction et/ou d'oxydation de l'eau pour produire de l'hydrogène et/ou de l'oxygène, respectivement, peuvent être effectuées par l'utilisation des siliciures et des compositions à base de siliciures et/ou des oxydes de ceux-ci sous forme immobilisée, c'est à dire ces compositions sont liées sur ou fixées dans un matériau polymérique, ainsi que sur ou dans un matériau de verre ou à base de verre. Cela s'applique également au procédés de stockage et de libération desdits gaz. L'invention a également trait à un procédé dans lequel l'oxygène est transformé en polyoxygène de formule On (n > 3) et/ou de polyperoxydes d'hydrogène de formule H2On (n > 2) comprenant les réactions inverses pour la formation d'oxygène.
Demuth Martin
Ritterskamp Peter
Fetherstonhaugh & Co.
H2 Solar Gmbh
LandOfFree
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