Синтез, структура і властивості гідридів кисеньстабілізованих n-фаз на основі Цирконію та Титану - Автореферат

Львівський національний університет імені Івана ФранкаОфіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Павлюк Володимир Васильович Львівський національний університет імені Івана Франка, професор кафедри неорганічної хімії кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Василечко Леонід Орестович Національний університет “Львівська політехніка”, провідний науковий співробітник центру “Кристал” кафедри напівпровідникової електроніки Захист відбудеться 20 травня 2004 р. о 1600 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.051.10 з хімічних наук Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України за адресою: 79005, м. При зростанні концентрації кисню в сплавах Ті4-XZRXNI2Oy (0,2?х?0,6; 0,2?y?1,0) показано поступове падіння кількості поглинутого водню з газової фази, проте частка електрохімічно десорбованого водню суттєво зростає і перевищує 90 % від теоретичної. Модифіковані Оксиґеном та леговані Ванадієм сплави на основі Ti2Ni характеризуються високою циклічної стабільністю, що пояснюється і вищою корозійною тривкістю у водних лужних розчинах, і зростанням опірності до диспропорціонування при утворенні кисеньстабілізованих ?-фаз. Представленная работа посвящена изучению процессов сорбции-десорбции водорода (в газовой фазе и в щелочных растворах 6М КОН) кислородмодифицированными сплавами системы Ti-Zr-V-Ni, основной составляющей которых является ?-фаза со структурой типа Ti2Ni (?-Fe3W3C); а также исследованию кристаллической структуры синтезированных гидридов и разработке на их основе МГ электродных материалов.Ще на початку 70-х років було відкрито явище сорбції-десорбції водню у водних лужних розчинах, при якому відбувається відновлення (окислення) водню на поверхні сплаву з його наступним проникненням (виходом) в обєм сплаву: М Н2О е? Робота виконувалась у Фізико-механічному інституті НАН України протягом 1999-2003 рр. в рамках основних завдань фундаментальних і прикладних досліджень у галузі металогідридних технологій, визначених Постановою Президії НАН України №400 від 25 грудня 1996 року “Про сучасний стан наукових досліджень та перспективи розвитку нових металогідридних технологій в Україні” та по держбюджетних темах НД-27/218 “Розробка нових металогідридних технологій керування структурою та властивостями високоефективних воденьсорбуючих матеріалів для постійних магнітів та електрохімічних джерел живлення”, номер державної реєстрації 0100U004870 та НД-27/261 “Розробка нових гідридних матеріалів з керованою структурою та фізико-хімічнимии властивостями для створення ефективних акумуляторів водню та постійних магнітів на основі РЗМ, Zr, Ti та Mg”, в яких дисертант брав безпосередню участь як виконавець, а також згідно плану індивідуальних наукових досліджень в рамках стипендії “Дослідження нових кисеньвмісних воденьсорбційних сплавів на основі Цирконію та Титану з покращеними зарядно-розрядними характеристиками”, наданої Президією НАН України на 2001-2003 рр. Дослідження структури і властивостей гідридів стабілізованих киснем h-фаз на основі Цирконію та Титану внесли вагомий вклад в розвиток уявлень про структурну залежність фізико-хімічних властивостей металогідридів і можуть бути основою для цілеспрямованого пошуку нових матеріалів-поглиначів водню з покращеними характеристиками. Для сплавів, що диспропорціонують у водні, показано можливість покращення зарядно-розрядних характеристик таких матеріалів після їх обробки методом ГДДР. Дані про кристалічну структуру та воденьсорбційні властивості стабілізованих киснем h-фаз на основі Цирконію та Титану можуть бути рекомендовані як довідковий матеріал для спеціалістів у галузі неорганічної хімії, хімії твердого тіла та гідридного матеріалознавства; а результати дослідження Ср і циклічної стабільності при зарядно-розрядному циклуванні МГ електродів можуть служити довідковим матеріалом з електрохімії гідридів та бути використаними на практиці при створенні Ni-МГ акумуляторів з покращеними характеристиками.Показано, що двохкратне збільшення воденьсорбційної ємності порівняно з Zr3V3OD4.9 відбувається за рахунок часткового перерозподілу атомів Оксиґену з позиції 16с та заповнення атомами Дейтерію трикутних граней Zr3. При частковій заміні V®Ni у таких сплавах відбувається покращення швидкості наводнювання з одночасним падінням воденьсорбційної ємності. Електрохімічні тестування МГ електродів, приготовлених на основі сплавів Ti2Ni, показали позитивний вплив модифікації Оксиґеном та часткової заміни Ti®Zr і Ti®V на їх зарядно-розрядні характеристики. Показано, що при зростанні концентрації кисню в сплавах Ti4-XZRXNI2Oy (0,2?х?0,6; 0,2?y?1,0) відбувається поступове падіння кількості поглинутого водню з газової фази, проте частка електрохімічно десорбованого водню суттєво зростає і для оптимальних складів перевищує 90 %.