Вплив комплексного легування на кінетику розкладу та термічну стабільність механічних сплавів на основі Mg
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.20.4.406-415Ключові слова:
механічний сплав, воденьсорбційні властивості, термічна стійкість, кінетикаАнотація
Механічні сплави (МС) були синтезовані методом реактивного механічного сплавлення. При тиску водню 0,1 МПа з використанням термодесорбціонної спектроскопії були вивчені термостабільність, кінетика десорбції водню з гідридної фази MgH2 отриманих МС. Встановлено, що комплексне легування Fe, Si, Ti призводить до значного поліпшення десорбції водню з гідридної фази MgH2 МС, синтезованих методом реактивного механічного сплавлення (РMС). Воднева ємність після реактивного подрібнення протягом 20 год. дорівнювала 5,7 % ваг. Внаслідок цього легування зниження термодинамічної стабільності MgH2 не встановлено. Випробувані матеріали показали високий потенціал як сплавів для зберігання водню, особливо для стаціонарного застосування.
Посилання
[1] A. Bassetti, E. Bonetti, L. Pasquini, A. Montone, J. Grbovic, V. Antisari, J. Eur. Phys. B 43, 19 (2005) (doi: 10.1140/epjb/e2005-00023-9.)
[2] J.-L. Bobet, E. Akiba, B. Darriet, Int. J. Hydrogen Energy 26, 493(2001) (doi:10.1016/S0360-3199(00) 00082-3).
[3] S.-N. Kwon, S.-H. Baek, R. D. Mumm, S.-H. Hong, M.-Y. Song, Int. J. Hydrogen Energy 33, 4586 (2008) (doi:10.1016/j.ijhydene. 2008.05.097).
[4] J. Mao, Z. Guo, X. Yu, H. Liu, Z. Wu, Int. J. Hydrogen Energy 35, 4569 (2010) (doi: 10.1016/j.ijhydene.2010.02.107).
[5] C.X. Shang, M. Bououdina, Y. Song, Z.X. Guo, Int. J. Hydrogen Energy 29, 73 (2004) (doi:10.1016/S0360-3199(03)00045-4).
[6] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, Yu.M. Solonin, O.Yu. Khyzhun, A.Y. Koval, J. Alloys Compound 464 212 (2008) (doi:10.1016/j.jallcom.2007.10.064).
[7] O. Ershova, V. Dobrovolsky, R. Morozova, Yu. Solonin, Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials (T.N. Veziroglu (Ed.), Springer, Dordrecht, 2007).
[8] O. Ershova, V. Dobrovolsky, Yu. Solonin, Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems (B. Baranowski (Ed) Springer Science + Business Media B.V., 2008).
[9] R.Sh. Rohit, P.T. Anand, M.A. Shaz, O.N. Srivastava, Int. J. Hydrogen Energy 38, 2778 (2013) (doi:10.1016/j.ijhydene.2012.11.073).
[10] Z. Degouche, J. Goyette, T.K. Bose, R. Schulz, Int. J. Hydrogen Energy 28, 983 (2003) (doi.org/10.1016/S0360-3199(02)00196-9).
[11] J. Huot, J.F. Pelletier, L.B. Lurio, M. Sutton, R. Schulz, J. Alloys Compound 348, 319(2003) (doi:10.1016/S0925-8388(02)00839-3).
[12] W. Oelerich, T. Klassen, R. Borman, J. Alloys Comp. 315, 237(2001) (doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01284-6).
[13] Xi Chen, Jianxin Zou, Shuqing Huang, He Guangli, Ning Zhao, Xiaoqin Zeng, Wenjiang Ding, RSC Adv. 8, 18959 (2018) (doi: 10.1039/c8ra01963k).
[14] E. David, J. Achiev. Mat. Manufact. Eng. 20, 87 (2007).
[15] V.D. Dobrovolsky, O.G. Ershova, Yu.M. Solonin, O.Y. Khyzhun, V. Paul-Boncour, J. Alloys Comp. 465, 177 (2008) (doi:10.1016/j. jallcom. 2007 .10.125).
[16] M. Polanski, J. Bystrzycki J. Alloys Compd. 486, 697 (2009) (doi:10.1016 /j. ijhydene.2009.06.02).
[17] J.-C. Crivello1, B. Dam, R.V. Denys, M. Dornheim, D.M. Grant, Appl.Phys. A 122, 97 (2016) (doi:10.1007/s00339-016-9602-S).
[18] T. Sabitu, G. Gallo, A.J. Goudy, J. Alloys Compd. 499, 35(2010) (doi:10.1016/j.Jallcom.2010.03. 128).
[19] M. Tian, C. Shang J. Chem. Technol. Biotechnol. 86, 69 (2011) (doi:10.1002/jctb.2479).
[20] M. Sherif El-Eskandarany, H.S. AlMatrouk, Ehab Shaban, Ahmed Al-Duweesh, Materials Today: Proceedings 3, 2608(2016).
[21] C.X. Shang, Z.X. Guo J.Power Sources 129, 73 (2004) (doi:10.1016/j.jpowsour. 2003.11.013).
[22] S.N. Klyamkin, B.P. Tarasov, E.L. Straz, R.V. Lukashev, I.E. Gabis, E.A. Evard, A.P. Voyt, Int. Sci. J. Alternat. Energy Ecol. 1 (21), 27 (2005).
[23] T. Spassov, V. Rangelova, P. Solsona J. Alloys Compd. 398, 139 (2005) (doi:10.1016/j.jallcom. 2005.02.035).
[24] P. Delchev, P. Solsona, B. Drenchev, J. Alloys Compd. 388, 98 (2005)103 (doi:10.1016/j.Jall com. 2004. 07.001).
[25] A. Ming, Mater. Sci. Eng. B 117, 37(2005) (doi:10.1016/j.mseb.2004.10.017).
[26] A. Montone, J. Grbovič, A. Bassetti Int. J. Hydrogen Energy 31, 2088 (2006) (doi: 10.1016/j. ijhydene.2006.01.020).
[27] Z.G. Huang, Z.P. Guo, A. Calka, J. Alloys Compd. 427, 94 (2007) (doi:10.1016/j.jallcom. 2006. 03.069).
[28] M.A. Lillo-Ródenas, Z.X. Guo, K.F. Aguey-Zinsou, Carbon 46, 126 (2008) (doi:10.1016/j.carbon. 2013.01.058).
[29] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, Yu.M. Solonin, O.Yu. Khyzhun, A.Yu. Koval, Materials Chemistry and Physics 62, 408 (2015) (doi:10.1016/j.matchemphys.2015.06.007).
[30] K.G. Bambhaniya, G.S. Grewal, V. Shrinet, N.L. Sindh, T.P. Govindan, Int. J. Hydrogen Energy 37, 3671 (2012) (doi:10.1016/j.ijhydene.2011.04.099).
[31] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, Yu.M. Solonin, Fiz. Khim. Tverd. Tila 14 (1), 101 (2013).
[32] M. Bououdina, Z.X. Guo, J. Alloys Comp. 336, 222 (2002) (doi:10.1016/S0925-8388(01)01856-4).
[33] M. Tanniru, D.K. Slattery, F. Ebrahimi, Int. J. Hydrogen Energy 35, 3555 (2010) (doi:10.1016/j.ijhydene. 2010.01.109).
[34] M. Tanniru, D.K. Slattery, F. Ebrahimi, Int. J. Hydrogen Energy 36, 639 (2011) (doi:10.1016/j.ijhydene.2010.09.083).
[35] C. Zhou, Z. Z. Fang, J. Lu, X. Luo, C. Ren, P. Fan, Y. Ren, and X. Zhang, J. Phys. Chem. C118, 11526 (2014) ( doi:10.1021/ jp501306w).
[36] S. Bouaricha, L.P. Dodelet, D.Guay, J.Huot, S.Boily, R.Schulz, J. Alloys Compd. 297, 282 (2000) doi:10.1016/S0925-8388(99)00612-X.
[37] J.F. Stampfer, C.E. Holley, J.F. Suttle, J. Amer. Chem. Soc. 82, 3504 (1960) (doi:10.1021/ja01499 a006).
[38] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, O.Yu. Khyzhun, Yu.M. Solonin, Physics and chemistry of solid state 12 (4), 1044 (2011).
[39] John J. Vajo, J. Phys. Chem. B 108, 13977 (2004) (doi:10.1021/jp040060).
[40] M. Polanski, J. Bystrzycki, Int. J. Hydrogen Energy 34, 7692 (2009) (doi:10.1016/jihydene2009.06 002).
[41] D.A. Paskevicius, A. Sheppard, C.J. Chaudhary, C.J. Webb, E. Mac, A. Gray, H.Y. Tian, V.K. Peterson, E. Buckley, J. of Hydrogen Energy 36, 10779 (2011) (doi:10.1016/j.ijhydene.2011.05.132).
[42] Motoki Shimada, Hisashi Tamaki, Eiji Higuchi, J. of Materials and Chemical Engineering Jul. 2(3), 64 (2014).
[43] Anna-Lisa Chaudhary, M. Paskevicius, D.A. Sheppard, J. Alloys Compd. 623, 109 (2015) (doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.10.086).
[44] J. Crivello, R.V. Denys, M. Dornheim, M. Felderhoff, D.M. Grant, J. Huot, T.R. Jensen, P.De Jongh, M. Latroche, G.S. Walker, C.J. Webb, V.A. Yartys, Appl. Phys. A 122, 85 (2016) (doi:10.1007/s00339-016-9601-1).
[2] J.-L. Bobet, E. Akiba, B. Darriet, Int. J. Hydrogen Energy 26, 493(2001) (doi:10.1016/S0360-3199(00) 00082-3).
[3] S.-N. Kwon, S.-H. Baek, R. D. Mumm, S.-H. Hong, M.-Y. Song, Int. J. Hydrogen Energy 33, 4586 (2008) (doi:10.1016/j.ijhydene. 2008.05.097).
[4] J. Mao, Z. Guo, X. Yu, H. Liu, Z. Wu, Int. J. Hydrogen Energy 35, 4569 (2010) (doi: 10.1016/j.ijhydene.2010.02.107).
[5] C.X. Shang, M. Bououdina, Y. Song, Z.X. Guo, Int. J. Hydrogen Energy 29, 73 (2004) (doi:10.1016/S0360-3199(03)00045-4).
[6] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, Yu.M. Solonin, O.Yu. Khyzhun, A.Y. Koval, J. Alloys Compound 464 212 (2008) (doi:10.1016/j.jallcom.2007.10.064).
[7] O. Ershova, V. Dobrovolsky, R. Morozova, Yu. Solonin, Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials (T.N. Veziroglu (Ed.), Springer, Dordrecht, 2007).
[8] O. Ershova, V. Dobrovolsky, Yu. Solonin, Carbon Nanomaterials in Clean Energy Hydrogen Systems (B. Baranowski (Ed) Springer Science + Business Media B.V., 2008).
[9] R.Sh. Rohit, P.T. Anand, M.A. Shaz, O.N. Srivastava, Int. J. Hydrogen Energy 38, 2778 (2013) (doi:10.1016/j.ijhydene.2012.11.073).
[10] Z. Degouche, J. Goyette, T.K. Bose, R. Schulz, Int. J. Hydrogen Energy 28, 983 (2003) (doi.org/10.1016/S0360-3199(02)00196-9).
[11] J. Huot, J.F. Pelletier, L.B. Lurio, M. Sutton, R. Schulz, J. Alloys Compound 348, 319(2003) (doi:10.1016/S0925-8388(02)00839-3).
[12] W. Oelerich, T. Klassen, R. Borman, J. Alloys Comp. 315, 237(2001) (doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01284-6).
[13] Xi Chen, Jianxin Zou, Shuqing Huang, He Guangli, Ning Zhao, Xiaoqin Zeng, Wenjiang Ding, RSC Adv. 8, 18959 (2018) (doi: 10.1039/c8ra01963k).
[14] E. David, J. Achiev. Mat. Manufact. Eng. 20, 87 (2007).
[15] V.D. Dobrovolsky, O.G. Ershova, Yu.M. Solonin, O.Y. Khyzhun, V. Paul-Boncour, J. Alloys Comp. 465, 177 (2008) (doi:10.1016/j. jallcom. 2007 .10.125).
[16] M. Polanski, J. Bystrzycki J. Alloys Compd. 486, 697 (2009) (doi:10.1016 /j. ijhydene.2009.06.02).
[17] J.-C. Crivello1, B. Dam, R.V. Denys, M. Dornheim, D.M. Grant, Appl.Phys. A 122, 97 (2016) (doi:10.1007/s00339-016-9602-S).
[18] T. Sabitu, G. Gallo, A.J. Goudy, J. Alloys Compd. 499, 35(2010) (doi:10.1016/j.Jallcom.2010.03. 128).
[19] M. Tian, C. Shang J. Chem. Technol. Biotechnol. 86, 69 (2011) (doi:10.1002/jctb.2479).
[20] M. Sherif El-Eskandarany, H.S. AlMatrouk, Ehab Shaban, Ahmed Al-Duweesh, Materials Today: Proceedings 3, 2608(2016).
[21] C.X. Shang, Z.X. Guo J.Power Sources 129, 73 (2004) (doi:10.1016/j.jpowsour. 2003.11.013).
[22] S.N. Klyamkin, B.P. Tarasov, E.L. Straz, R.V. Lukashev, I.E. Gabis, E.A. Evard, A.P. Voyt, Int. Sci. J. Alternat. Energy Ecol. 1 (21), 27 (2005).
[23] T. Spassov, V. Rangelova, P. Solsona J. Alloys Compd. 398, 139 (2005) (doi:10.1016/j.jallcom. 2005.02.035).
[24] P. Delchev, P. Solsona, B. Drenchev, J. Alloys Compd. 388, 98 (2005)103 (doi:10.1016/j.Jall com. 2004. 07.001).
[25] A. Ming, Mater. Sci. Eng. B 117, 37(2005) (doi:10.1016/j.mseb.2004.10.017).
[26] A. Montone, J. Grbovič, A. Bassetti Int. J. Hydrogen Energy 31, 2088 (2006) (doi: 10.1016/j. ijhydene.2006.01.020).
[27] Z.G. Huang, Z.P. Guo, A. Calka, J. Alloys Compd. 427, 94 (2007) (doi:10.1016/j.jallcom. 2006. 03.069).
[28] M.A. Lillo-Ródenas, Z.X. Guo, K.F. Aguey-Zinsou, Carbon 46, 126 (2008) (doi:10.1016/j.carbon. 2013.01.058).
[29] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, Yu.M. Solonin, O.Yu. Khyzhun, A.Yu. Koval, Materials Chemistry and Physics 62, 408 (2015) (doi:10.1016/j.matchemphys.2015.06.007).
[30] K.G. Bambhaniya, G.S. Grewal, V. Shrinet, N.L. Sindh, T.P. Govindan, Int. J. Hydrogen Energy 37, 3671 (2012) (doi:10.1016/j.ijhydene.2011.04.099).
[31] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, Yu.M. Solonin, Fiz. Khim. Tverd. Tila 14 (1), 101 (2013).
[32] M. Bououdina, Z.X. Guo, J. Alloys Comp. 336, 222 (2002) (doi:10.1016/S0925-8388(01)01856-4).
[33] M. Tanniru, D.K. Slattery, F. Ebrahimi, Int. J. Hydrogen Energy 35, 3555 (2010) (doi:10.1016/j.ijhydene. 2010.01.109).
[34] M. Tanniru, D.K. Slattery, F. Ebrahimi, Int. J. Hydrogen Energy 36, 639 (2011) (doi:10.1016/j.ijhydene.2010.09.083).
[35] C. Zhou, Z. Z. Fang, J. Lu, X. Luo, C. Ren, P. Fan, Y. Ren, and X. Zhang, J. Phys. Chem. C118, 11526 (2014) ( doi:10.1021/ jp501306w).
[36] S. Bouaricha, L.P. Dodelet, D.Guay, J.Huot, S.Boily, R.Schulz, J. Alloys Compd. 297, 282 (2000) doi:10.1016/S0925-8388(99)00612-X.
[37] J.F. Stampfer, C.E. Holley, J.F. Suttle, J. Amer. Chem. Soc. 82, 3504 (1960) (doi:10.1021/ja01499 a006).
[38] O.G. Ershova, V.D. Dobrovolsky, O.Yu. Khyzhun, Yu.M. Solonin, Physics and chemistry of solid state 12 (4), 1044 (2011).
[39] John J. Vajo, J. Phys. Chem. B 108, 13977 (2004) (doi:10.1021/jp040060).
[40] M. Polanski, J. Bystrzycki, Int. J. Hydrogen Energy 34, 7692 (2009) (doi:10.1016/jihydene2009.06 002).
[41] D.A. Paskevicius, A. Sheppard, C.J. Chaudhary, C.J. Webb, E. Mac, A. Gray, H.Y. Tian, V.K. Peterson, E. Buckley, J. of Hydrogen Energy 36, 10779 (2011) (doi:10.1016/j.ijhydene.2011.05.132).
[42] Motoki Shimada, Hisashi Tamaki, Eiji Higuchi, J. of Materials and Chemical Engineering Jul. 2(3), 64 (2014).
[43] Anna-Lisa Chaudhary, M. Paskevicius, D.A. Sheppard, J. Alloys Compd. 623, 109 (2015) (doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.10.086).
[44] J. Crivello, R.V. Denys, M. Dornheim, M. Felderhoff, D.M. Grant, J. Huot, T.R. Jensen, P.De Jongh, M. Latroche, G.S. Walker, C.J. Webb, V.A. Yartys, Appl. Phys. A 122, 85 (2016) (doi:10.1007/s00339-016-9601-1).
##submission.downloads##
Опубліковано
2019-12-15
Як цитувати
Єршова, О., Добровольський, В., & Солонін , Ю. (2019). Вплив комплексного легування на кінетику розкладу та термічну стабільність механічних сплавів на основі Mg. Фізика і хімія твердого тіла, 20(4), 406–415. https://doi.org/10.15330/pcss.20.4.406-415
Номер
Розділ
Наукові статті
