Водородопроницаемость фольги системы Pd–Pb разного состава
Аннотация
Цель статью статьи было выявление роли химического состава Pd,Pb-сплавов на основе палладия в процессах инжекции и экстракции атомарного водорода.
Объектами исследования служили фольги из сплава Pd-Pb с содержанием свинца 3, 5, 7, 9 и 11 ат. %, представляющие собой b-фазу твердого раствора. Образцы толщиной от 40 до 62 мкм получены методом холодной прокатки. Исследования водородопроницаемости проводили методами циклической вольтамперометрии и двухступенчатой катодно-анодной хроноамперометрии в деаэрированных растворах 0.1 М H2SO4. Полученные результаты обрабатывали по математической модели, развитой для электродов полубесконечной толщины.
Выявлена зависимость коэффициента водородопроницаемости, а также констант скоростей процессов инжекции и экстракции атомарного водорода от химического состава сплава. Установлено, что сплав Pd-Pb с содержанием свинца 5 ат. % демонстрирует наибольшие значения водородной проницаемости, но лишь при сравнении с образцами одинаковой кристаллической структуры, поскольку константа скорости инжекции атомарного водорода оказалась весьма чувствительна к структуре сплава. Последнее подтверждает, что фазограничный переход атомарного водорода
в сплав является скоростьопределяющей стадией, по крайней мере, в начальный период времени.
Скачивания
Литература
Marikutsa A. V., Rumyantseva M. N., Gaskov A. M., Samoylov A. M. Nanocrystalline tin dioxide: Basics in relation with gas sensing phenomena. Part I. Physical and chemical properties and sensor signal formation, Inorganic Materials, 2015;51(13): 1329–1347. https://doi.org/10.1134/s002016851513004x
Ryabtsev S. V., Shaposhnik A. V., Samoylov A. M., Sinelnikov A. A., Soldatenko S. A., Kuschev S. B., Ievlev V. M. Thin films of palladium oxide for gas sensors. Doklady Physical Chemistry. 2016;470(2): 158–161. https://doi.org/10.1134/S0012501616100055
Ievlev V. M., Ryabtsev S. V., Shaposhnik A. V., Samoylov A. M., Kuschev S. B., Sinelnikov A. A. Ultrathin films of palladium oxide for oxidizing gases detecting, Procedia Engineering, 2016;168: 1106 –1109. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.357
Marikutsa A. V., Rumyantseva M. N., Gaskov A. M., Samoylov A. M. Nanocrystalline tin dioxide: Basics in relation with gas sensing phenomena part II. Active centers and sensor behavior. Inorganic Materials. 2016;52(13): 1311–1338. https://doi.org/10.1134/S0020168516130045
Ryabtsev S. V., Ievlev V. M., Samoylov A. M., Kuschev S. B., Soldatenko S. A., Microstructure and electrical properties of palladium oxide thin films for oxidizing gases detection. Thin Solid Films. 2017;636: 751–759. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.04.009
Korotcenkov G., Cho B. K. Ozone measuring: What can limit application of SnO2-based conductometric gas sensors? Sensors and Actuators B. 2012;161(1): 28–44. https://doi.org/10.1016/j.snb.2011.12.003
Slovetsky D. I., Chistov E. M., Roshan N. R. Production of pure hydrogen. Mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal al‘ternativnaja jenergetika i jekologija. 2004;1(9): 43–46. (In Russ., abstract in Eng). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9336911
Yan F., Xu L., Wang Y. Application of hydrogen enriched natural gas in spark ignition IC engines: from fundamental fuel properties to engine performances and emissions Journal of Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018;82(1): 1457–1488. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.227
Cappelletti A., Martelli F. Investigation of a pure hydrogen fueled gas turbine burner. International Journal of Hydrogen Energy. 2017;42(15): 10513–10523. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.02.104
Adhikari S., Fernando S. Hydrogen membrane separation techniques. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2006;45(3): 875-881. https://doi.org/10.1021/ie050644l
Paglieri S. N., Way J. D. Innovations in palladium membrane research. Separation and Purification Methods. 2002;31(1): 1–169. https://doi.org/10.1081/SPM-120006115
Gorbunov S. V., Penkina T. N., Roshan N. R., Chustov E. M., Burkhanov G. S., Kannykin S. V. Palladium–lead alloys for the purification of hydrogencontaining gas mixtures and the separation of hydrogen from them. Russian Metallurgy (Metally). 2017; (1): 54–59. https://doi.org/10.1134/S0036029517010050
Ievlev V. M., Roshan N. R., Belonogov E. K., Kushev S. В., Kannikin S. V., Maksimenko A. A., Dontsov A. I., Glazunova Y. I. Hydrogen permeability of foil of Pd-Cu, Pd-Ru and Pd-In-Ru alloys received by magnetron sputtering Condensed Matter and Interphases. 2012;14(4): 422-427. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=18485336
Iwaoka H., Ide T., Arita M., Horita Z. Mechanical property and hydrogen permeability of ultrafinegrained Pd–Ag alloy processed by high-pressure torsion. International Journal of Hydrogen Energy. 2017;42(38): 24176–24182. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.07.235
Sakamoto Y., Chen F. L., Kinari Y. Permeability and diffusivity of hydrogen through Pd-Y-In(Sn, Pb) alloy membranes. Journal of All oys and Compounds. 1994;205(1–2): 205–210. https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)90790-0
Vassiliev V., Mathon M., Gambino M., Bros J. P. The Pd-Pb system: excess functions of formation and liquidus line in the range 00.60 and 600https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)90831-1
Durusell Ph., Feschotte P. The binary system Pd-Pb. Journal of Alloys and Compounds. 1996;236(1-2) 195–202. https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)02056-X
Gierlotka W., Dębski A., Terlicka S., Saternus M., Fornalczyk A., Gąsior W. On the Pb-Pd system. Calorimetric studies and ab-initio aided thermodynamic calculations. Journal of molecular liquid. 2020;316: 113806. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.113806
Fedoseeva A. I., Morozova N. B., Dontsov A. I., Kozaderova O. A., Vvedenskii A. V. Cold-rolled binary palladium alloys with copper and ruthenium: injection and extraction of atomic hydrogen. Russian Journal of Electrochemistry. 2022;58(9): 812–822. https://doi.org/10.1134/S1023193522090051
Morozova N. B., Vvedenskii A. V., Beredina I. P. The phase-boundary exchange and the non-steadystate diffusion of atomic hydrogen in Cu–Pd and Ag–Pd alloys. I. Aanalysis of the model. Protection of metals and physical chemistry of surfaces. 2014;50(6): 699–704. https://doi.org/10.1134/S2070205114060136
Morozova N. B., Vvedensky A. V., Beredina I. P. The phase-boundary exchange and the non-steadystate diffusion of atomic hydrogen in Cu-Pd and Ag-Pd alloys. II. Experimental data. Protection of metals and physical chemistry of surfaces. 2015; 51(1): 72–80. https://doi.org/10.1134/S2070205115010098
Copyright (c) 2023 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
