Mg-Esaslı Hidrojen Depolayıcı Malzemelerin Mekanik AlaĢımlandırma Yöntemi ile Üretilmesi ve Depolama Özelliklerine Üretim KoĢullarının Etkisi

Abstract

Bu çalıĢmada MgH2 tozu, katkı malzemesi olmadan ve ağırlıkça %5 V, Nb, Ti ve Grafit katkı malzemeleri ile öğütülmüĢtür. Öğütülen tozların karakterizasyonu, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ıĢınları difraksiyon cihazı (XRD), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve yüzey alanı ölçüm cihazı (BET) cihazı kullanılarak yapılmıĢtır. Öğütmenin MgH2 tozunun hidrojen geri bırakım sıcaklığında etkili olduğu ve 2 saat öğütme ile MgH2 tozunun hidrojen geri bırakım sıcaklığının 60C düĢtüğü tespit edilmiĢtir. Hidrojen geri bırakım sıcaklığı ile öğütmeyle meydana gelen yapısal değiĢimlerin iliĢkili olduğu ortaya çıkarılmıĢtır. Özellikle, tozların partikül boyutunun azalmasının hidrojen geri bırakım sıcaklığının düĢüĢünde etkili olduğu görülmüĢtür. Ġlavelerle yapılan öğütmede de partikül boyutunun hidrojen geri bırakım sıcaklığına etkisi bulunmuĢtur. 320C, 340C ve 360C sıcaklıklarda volümetrik cihaz kullanılarak yapılan hidrojen depolama deneyleri sonucunda, öğütmenin MgH2 tozunun hidrojen emilim ve geri bırakım kinetiğini iyileĢtirdiği görülmüĢtür. Katkı malzemeleri ile yapılan öğütmeler sonucunda daha yüksek iyileĢtirici etki elde edilmiĢtir. Katkı maddeleriyle ya da katkı olmaksızın yapılan öğütmenin MgH2’ün termodinamik özelliklerini değiĢtirmediği, aktivasyon enerjisini ise düĢürdüğü görülmektedir.

In this study, pure MgH2 powders and MgH2 powders added with wt.5% of V, Nb, Ti and Graphite were mechanically milled. The milled powders were characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimeter (DSC) and surface area measurement unit (BET). The effect of mechanical milling on the hydrogen desorption temperature and the drop of 60C of desorption temperature were found. Correlation between hydrogen desorption temperature and structural properties was clarified. Especially, a profound effect of the decreasing of the powder particle size on the decreasing of the hydrogen desorption temperature was observed. It is also observed that for mechanically milled powders with additives, an apparent effect of the powder particle size on the hydrogen desorption temperature. After the hydrogen storage experiments were carried out in a Sievert’s type apparatus at 320C, 340C and 360C, it was found that mechanical milling improve the hydrogen sorption kinetics. It was obtained that the mechanical milling with additives gives much better sorption kinetics than the mechanical milling o pure MgH2. Thermodynamic properties of MgH2 were not altered by milling with or without additives, while the activation energy for desorption was reduced.