Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ГИДРИРОВАНИЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ CeCo3 ВОДОРОДОМ И АММИАКОМ

Полный текст:

Аннотация

Исследовано взаимодействие интерметаллического соединения CeCo3 с водородом (давление 25 атм) и аммиаком (давление 6–8 атм) при температурах 20–450 ºC: установлен состав продуктов, определены условия образования гидридных и нитридных фаз. Показана зависимость направления реакции интерметаллида с аммиаком, проходящая в присутствии NH4Cl (10 мас. % от количества интерметаллида) как активатора, от температуры. Установлено образование гидридной фазы состава CeCo3H4 при гидрировании интерметаллида CeCo3 как водородом, так и аммиаком при нагревании до 100 ºC. Обработка исходного сплава аммиаком при температурах до 250 ºC также заканчивается образованием тетрагидрида CeCo3H4. Использование аммиака как гидрирующего агента в таких условиях приводит к диспергированию исходного сплава, что подтверждено увеличением удельной поверхности продукта с 5,7 м2/г до 18,4 м2/г при температуре гидрирования 100 ºC и 250 ºC соответственно. При этом рассчитанный средний размер частиц составляет ~1 мкм и ~0,3 мкм соответственно. Удельная поверхность продукта, полученного после проведения 5 циклов сорбции – десорбции при использовании водорода составляла только 0,3 м2/г, что свидетельствует о явных преимуществах применения аммиака для диспергирования. В условиях дальнейшей температурной обработки (300–350 ºC) аммиак вызывает аморфизацию сплава. Установлено, что при нагревании интерметаллида в атмосфере аммиака в температурной области 400–450 ºC по данным рентгенофазового анализа образуется смесь продуктов (CeHx, CeN, Ce2Co17Hx, Co). Рассмотрена перспективность использования интерметаллида как рабочего вещества в металлогидридном аккумуляторе водорода, работающем при температурах до 150 ºC. Аккумулятор водорода на основе CeCo3 будет обладать хорошими эксплуатационными характеристиками: относительно низкой температурой десорбции водорода, приемлемой емкостью по водороду, легкостью заряда и сравнительно низкой стоимостью.

 

 

Об авторах

В. Н. Фокин
Институт проблем химической физики РАН
Россия

канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник



Э. Э. Фокина
Институт проблем химической физики РАН
Россия

науч. сотрудник 



Б. П. Тарасов
Институт проблем химической физики РАН
Россия

канд. хим. наук, зав. лаб. 



Список литературы

1. Tarasov, B.P. Problem of hydrogen storage and prospective uses of hydrides for hydrogen accumulation [Тext] / B.P. Tarasov, M.V. Lototskii, V.A. Yartysh // Russian Journal of General Chemistry. – 2007. – Vol. 77. – No. 4. – P. 694–711.

2. Органические и гибридные наноматериалы: тенденции и перспективы /под ред. В.Ф. Разумова, М.В. Клюева. – Иваново: Иван. гос. ун-т, 2013. – 512 с.

3. Тарасов, Б.П. Химические методы диспергирования металлических фаз [Текст] / Б.П. Тарасов, Э.Э. Фокина, В.Н. Фокин // Известия АН. Серия химическая. – 2011. – № 7. – С. 1228–1236.

4. Tarasov, B.P. Synthesis of hydrides by interaction of intermetallic compounds with ammonia [Тext] / B.P. Tarasov [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. – 2015. – Vol. 645S. – P. 261–266.

5. Семененко, К.Н. Взаимодействие с водородом соединений, образующихся в системе церий–кобальт [Текст] / К.Н. Семененко [et al.] // Журнал общей химии. – 1983. – Т. 53. – № 7. – С. 1443–1447.

6. Van Essen, R.H. Hydrogen sorption characteristics of Ce-3d and Y-3d intermetallic compounds [Тext] / R.H. Van Essen, K.H.J. Buschow // Journal of Less-Common Metals. – 1980. – Vol. 70. – P. 189–198.

7. Соменков, В.А. Структура и особенности химической связи в гидридах интерметаллических соединений ErNi3 и CeCo3 [Текст] / В.А. Соменков [et al.] // Неорганические материалы. – 2006. – Т. 42. – № 12. – С. 1454–1463.

8. Бурнашева, В.В. Исследование равновесия в системах RCo3–H2 (R – Ce, Pr, Tb, Dy, Er) [Текст] /

9. В.В. Бурнашева, В.В. Климешин, К.Н. Семененко // Известия АН СССР. Серия Неорганические материалы. – 1979. – Т. 15. – № 2. – С. 251–255.

10. Lushnikov, S.A. Interaction of RT3 (R = Ce, T = Co, Ni, Fe) intermetallic compounds with hydrogen under high pressure [Тext] / S.A. Lushnikov, S.N. Klyamkin, V.N. Verbetsky // Journal of Alloys and Compounds. – 2002. – Vol. 330–332. – P. 574–578.

11. Lushnikov, S.A. Structural properties of RT3 deuterides synthesized under high pressure of deuterium [Тext] / S.A. Lushnikov [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. – 2005. – Vol. 404–406. – P. 103–106.

12. Лушников, С.А. Гидриды LaNi5 и RT3 (R –Ce, Nd, Gd, Er; T – Co, Ni, Fe), полученные при низких температуре и давлении H2 [Текст] / С.А. Лушников, Т.В. Филиппова // Неорганические материалы. – 2013. –Т. 49. – № 8. – С. 827–832.

13. Лушников, С.А. Стабильность гидридов интерметаллического соединения CeCo3 [Текст] / С.А. Лушников, Т.В. Филиппова // Неорганические материалы. – 2015. – Т. 51. – № 10. – С. 1060–1065.

14. Фокин, В.Н. Гидрирование интерметаллического соединения Zr2Ni [Текст] / В.Н. Фокин, Э.Э. Фокина, Б.П. Тарасов // Неорганические материалы. – 2014. – Т. 50. – № 1. – С. 24–27.

15. Фокин, В.Н. Гидридное и аммиачное диспергирование металлов [Текст] / В.Н. Фокин, Э.Э. Фокина, Б.П. Тарасов // Журнал неорганической химии. – 2010. – Т. 55. – № 10. – С. 1628–1633.

16. Фокин, В.Н. Некоторые закономерности диспергирования интерметаллических соединений и сплавов на их основе, образованных редкоземельными и переходными 3d-металлами, под действием водорода [Текст] / В.Н. Фокин [и др.] // Координационная химия. – 1992. – Т. 18. – № 5. – С. 526–534.


Для цитирования:


Фокин В.Н., Фокина Э.Э., Тарасов Б.П. ГИДРИРОВАНИЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ CeCo3 ВОДОРОДОМ И АММИАКОМ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(10-12):55-62.

For citation:


Fokin V.N., Fokina E.E., Tarasov B.P. HYDROGENATION OF INTERMETALLIC COMPOUND CeCo3 WITH HYDROGEN AND AMMONIA. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(10-12):55-62. (In Russ.)

Просмотров: 123


ISSN 1608-8298 (Print)