Сорбционные и термодинамические характеристики алюминиевых электродов, модифицированных европием в широком интервале температур

Виктория Олеговна Лукьянова; Ирина Юрьевна Гоц

doi:10.17308/sorpchrom.2021.21/3774

Виктория Олеговна Лукьянова Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов
Ирина Юрьевна Гоц Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3774

Ключевые слова: ЭДС, РЗЭ, алюминиевая матрица, водород, потенциостатический метод, микроструктура, диффузи-онно-кинетические характеристики

Аннотация

В работе проведено исследование влияния температуры на процесс сорбции водорода в алюминиевый сплав, легированный европием. Алюминиевые электроды были модифицированы методом катодного внедрения. В начале производилось внедрение европия из 0.5 mol раствора салицилата европия в диметилформамиде (ДМФ) при потенциале катодной поляризации – 2.9 В относительно неводного хлорсеребряного электрода (н.х.с.э.) при температуре 25°С, далее в готовый алюминий-европиевый электрод внедрялся водород из водно-органического электролита (диметилформамида и воды, в соотношении) (7:3) при температурах: 253.15; 263.15; 273.15; 283.15; 293.15; 303.15; 313.15; 323.15 К. В ходе эксперимента из потенциостатических кривых были рассчитаны диффузионно-кинетические характеристики сорбции водорода при электролизе такие, как константа внедрения, концентрация внедрившихся в матрицу атомов, коэффициент диффузии, и значение адсорбции, а также выявлено влияние температуры катодного внедрения на процесс зародышеобразования и термодинамические характеристики полученных электродов. Методом электродвижущей силы определялись термодинамические характеристики: свободная энергия Гиббса (∆G), энтропия (∆S), энтальпия (∆H) и энергия активации. Значения ∆G, ∆S, ∆H возрастают с увеличением температуры, что свидетельствует о повышении доли разупорядочения системы с ростом температуры Анализ потенциостатических кривых в различных координатах указывает, что процесс диффузии водорода сопровождается параллельным процессом роста гидридного слоя, который происходит за счет химического взаимодействия водорода с элементами Al- Eu сплава.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Виктория Олеговна Лукьянова , Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов

аспирант кафедры «Химия и химическая технология материалов», Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов

Ирина Юрьевна Гоц , Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов

к.х.н., доцент кафедры «Материаловедение и биомедицинская инженерия», Саратовский государственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, Саратов

Литература

Wang J., Li G., Fu K., Li X., Journal of Materials Science, 2019, Vol. 54, No 20, pp 13334-13343. DOI: https://10.1007/s10853-019-03608-3

Hosono H., Kitano M., Chemical Re-views, 2021, Vol. 121, No 5, pp. 3121-3185. DOI: https://10.1021/acs.chemrev.0c01071

Prigent J., Joubert J.M., Latroche M., International Journal of Hydrogen Energy, 2017, Vol. 42, No 35, pp. 22348-22352. DOI: https://10.1016/j.ijhydene.2017.01.002

Hirscher M., Yartys V.A., Baricco M., von Colbe J.B. et al., Journal of Alloys and Compounds, 2020, No 827, pp. 153548. doi: https://10.1016/j.jallcom.2019.153548

Yong H., Guo S., Yuan Z., Qi Y., Zhao D. et al., International Journal of Hydrogen Energy, 2019, Vol. 44, No 31, pp.16765-16776. DOI: https://10.1016/j.ijhydene.2019.04.281

Huot J., Cuevas F., Deledda S., Edalati K. et al., Materials, 2019, Vol. 12, No 17, pp. 2778. DOI: https://10.3390/ma12172778

Percheron-Guegan A., Lartigue C., Achard J.C., Journal of the Less common Metals, 1985, Vol. 109, No 2, pp. 287-309. DOI: https://10.1016/0022-5088(85)90061-X

Luo Q., Li J., Li B., Liu B. et al., Jour-nal of Magnesium and Alloys, 2019, Vol. 7, No 1, pp. 58-71. DOI: https://10.1016/j.jma.2018.12.001

Vargas S.J., Schaeffer N., Souza J.C., da Silva L.H. et al., Waste Manage-ment, 2021, Vol. 125, pp.154-162. DOI: https://10.1016/j.wasman.2021.02.038

Zhang S., Saji S.E., Yin Z., Zhang H. et al., Advanced Materials, 2021, Vol. 33, No 16, pp. 2005988. DOI: https://10.1002/adma.202005988

Hadjixenophontos E., Dematteis E.M., Berti N., Wołczyk A.R. et al., Inorganics, 2020, Vol. 8, No 3, pp.17. DOI: https://10.3390/inorganics8030017

Fu K., Li G., Li J., Liu Y. et al., Jour-nal of Alloys and Compounds, 2017, No 696, pp.60-66. DOI: https://10.1016/j.jallcom.2016.11.182

Gots I.Y., Lukyanova V.O., Perspek-tivnye materialy, 2020, No 2, pp. 39-47 DOI: https://10.30791/1028-978X-2020-2-39-47

Olshanskaja L.N., Danilova E.A., Kircheva A.A., Vіsnik Harkіvs'kogo nacіonal'nogo avtomobіl'no-dorozhn'ogo unіversitetu, 2011, No 52, pp. 91-96.

Gavrilova N.V., Kudrjash V.I., Litejnov Ju.V., Harchenko E.L. et al., Mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal Al'terna-tivnaja jenergetika i jekologija, 2008, No 8, pp. 10-26.

Gots I.Y., Klimov A.S., Madzhulo A.S., Nechaev G.G., Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universi-teta, 2012, Vol. 3, No 1, pp. 67-72.

Olshanskaja L.N., Popova S.S., Za-kirova S.M., Electrokhimia, 2000, Vol. 36, No 8, pp. 951-958.

Olshanskaja L.N., Terina E.M., Nichvolodin A.G., Electrokhimicheskaya energetika, 2001, Vol. 1, No 4, pp. 49-53.

Popova S.S., Celujkina G.V., Kabanov B.N., Electrokhimia, 1985, Vol. 21, No 2, pp.161-167.

Popova S.S., Fazy vnedrenija v jel-ektrohimii i jelektrohimicheskoj tehnologii. Saratov, Izd-vo Sarat. gos. tehn. un-ta, 1993,78 p.

Lukyanova V.O., Gots I.Y., Con-densed Matter and Interphases, 2020, Vol. 22, No 4, pp. 481-488. DOI: https://10.17308/kcmf.2020.22/3118