Спосіб підвищення циклічної стабільності композитних воденьакумулюючих матеріалів на основі магнію

Реферат: Спосіб отримання потрійних композитів на основі магнію покращеною циклічною стабільністю композита. Як додаток використовують суміш гідридоутворюючого металу або інтерметаліду від 5 до 25 ваг. % та 1-5 ваг. % карбону. UA 110659 U (12) UA 110659 U UA 110659 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується способу виготовлення матеріалів для акумулювання водню композитами на основі магнію, які можуть бути використані для ефективного зберігання та транспортування водню. Детальніше, спосіб стосується виготовлення композитів на основі магнію з додаванням гідридоутворюючих металів або інтерметалідів та карбону для пониження температури сорбції/десорбції водню, збільшення швидкості даних процесів, а також підвищення циклічної стабільності матеріалу. Відомий спосіб виробництва композитів на основі магнію та вибраний прототип є [1]. В основу цього способу було покладено виготовлення нанокристалічних порошків на основі магнію за допомогою помелу у водні, а як додатки використовували гідридоутворюючі інтерметалічні сполуки на основі титану та цирконію в кількостях від 5 до 25 ваг. %. Недоліком даного способу є низька циклічна стабільність отриманого подвійного композита, а саме його ємність понижується на 20 % після п'яти циклів сорбції-десорбції водню, що утруднює практичне застосування. В основу корисної моделі поставлено задачу покращити циклічну стабільність магнієвих композитів зі збереженням високих експлуатаційних показників (кінетики утворення гідриду магнію, низької температури десорбції водню порівняно з чистим магнієм) шляхом високоенергетичного помелу магнію у водні і каталітичними додатками. Поставлена задача вирішується додаванням невеликої кількості графіту або інших модифікацій карбону (1-5 ваг. %) та 10-25 ват. % гідридоутворюючих металів або інтерметалічних сполук при виготовленні композиту шляхом високоенергетичного помелу магнію у водні. Перелік фігур: Фіг. 1 - Дифрактограма гідридного композита Mg-10 ваг. %. Ті4Fе2O0,3-3 % С. Експериментальний (+), розрахований (лінія) і різницевий (лінія знизу) рентгенівський профіль. Бреггівські піки встановлених фаз показані знизу вгору: α-MgH2-67.5 ваг. %; γ-MgH228.5 ваг. %; MgO-2.2 ваг. %; α-Fe-1.8 ваг. %. Фіг. 2 - Крива механічно-хімічного гідрування композита Mg-10 ваг. %. Ti4Fe2O0,3-3 % C. Фіг. 3 - Спектр вакуумної термодесорбції з Mg-10 ваг. %. Ti4Fe2O0,3-3 % C гідридного композита. Фіг. 4 - Порівняння циклічної стабільності магнієвого композита} Mg-10 ваг. %. Ti4Fe2O0,3 (а) та Mg-10 ваг. %. Ti4Fe2O0,3-3 % C. Спосіб здійснюють наступним чином. Вихідними компонентами для приготування гідридних потрійних нанокомпозитів були порошок магнію (Fluka, 99+%) з розміром частинок 0.1-0.3 мм, графіт (Fluka, 99+%) га компактні сплави A4B2Oх та А3В3Ох де А - Ті, Zr; В - V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, аби їх суміш; х=0,2-0,6. Сплави готували методом електродугової плавки в атмосфері очищеного аргону з компактних металів високої чистоти (99.9 %) і а спресованого порошку оксиду ТіО2 або ZrO2. Сплавлені зразки відпалювали у вакуумі при 980 °C протягом 120 год. Гідридні композити на основі магнію готували методом реактивного кульового помелу у середовищі водню (2-3 МПа) в планетарному млині Fritsch Pulverisette-6. Співвідношення ваги мелючих тіл (120 г) до ваги $рачка становило 80:1. Помел проводили при швидкості обертання диск) млина 500 об./хв. Методом рентгенівської порошкової дифракції гідридного композита) Mg-10 % Ti4Fe2O0,3-3 % C виявлено наступні фази: α-MgH2, γ-MgH2, Ti4Fe2O0,3Н5 сліди оксиду магнію та заліза (Фіг. 1). Характер кривих механохімічного гідрування та десорбції водню потрійних композитів (подібним до відповідних подвійних композитів і свідчить про збереження водневої ємності, кінетики гідрування та порівняно низької температури розклад гідриду магнію (200-250 °C). Приклад. Гідридний композит Mg-10 ваг. %. Ті4Fе2O0,3-3 % С готували методом реактивного кульового помелу магнієвого порошку та Ti4Fe2O0,3 у середовищі водню за тиску 2 МПа у планетарному млині Fritsch Pulverisette-6. Співвідношення мелючих тіл до ваги зразка становило 80:1, швидкість обертання камери млина 500 об./хв. Крива механічно-хімічного гідрування представлена на Фіг. 2. Спектр ТДС для даного композита показаний на Фіг. 3. Пік виділення водню спостерігається при ~230 °C, що (нижчим на 150 С н порівнянні зі звичайним гідридом магнію та співмірним з піком виділення і композита Mg-10 ваг. % Ті4Fе2O0,3. Порівняння зміни водневої ємності подвійного та потрійного композитів (без карбону та з карбоном відповідно) вказує на значне підвищення циклічної стабільності останньої о (Фіг. 4). Джерела інформації: 1. Пат. 94810UA. МПКС22С 1/04. С01В 3/00, С22С 23/00. Спосіб отримання композитнихводеньакумулюючих матеріалів на основі магнію Опубліковано 10.12.2014, Бюл. № 23. 60 1 UA 110659 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб отримання потрійних композитів на основі магнію покращеною циклічною стабільністю композита, який відрізняється тим, що як додаток використовують суміш гідридоутворюючого металу або інтерметаліду від 5 до 25 ваг. % та 1-5 ваг. % карбону. 2 UA 110659 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3