Effect of powder granulation on hydrogen transport rate and hydrogen solubility in LaNi5-paraffin composite material

• Autorzy: Kukuła I. , Bala H.

Warianty tytułu

PL

Wpływ granulacji proszku na szybkość transportu i rozpuszczalność wodoru w materiale kompozytowym: proszek LaNi5-parafina

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

On the basis of potentiostatic discharge method, the diffusion rate of atomic hydrogen as well as its solubility in LaNi5 crystal lattice have been evaluated for three LaNi5 powder - paraffin composite electrodes, with different LaNi5 powder particle diameters: 0 - 20 η, 20 - 50 η and 50 - 100 η. The chronoamperommetric tests have been carried out in strong alkaline (6 M KOH), deaerated solution, at 25_C. Apparent hydrogen diffusion coefficients have been determined using Crank's spherical diffusion model. It has been shown, that increase of particle size is prone to increase of hydrogen apparent diffusion coefficient and to decrease of hydrogen concentration in the solid phase. To explain the granulation effect on hydrogenation ability parameters, the inhibition of hydrogen transport by surfacial corrosion products present on powder particles has been assumed.

PL

Za pomocą potencjostatycznej metody rozładowania oceniono szybkość dyfuzji atomowego wodoru i jego rozpuszczalność w sieci krystalicznej LaNi5 dla trzech elektrod kompozytowych: proszek LaNi5 - parafina przy różnych średnich rozmiarach cząstek LaNi5: 0 - 20 η, 20 - 50 η i 50 - 100 η. Badania chronoamperometryczne przeprowadzono w silnie zasadowym (6 M KOH), odpowietrzonym roztworze, przy 25 stopni Celsjusza. Pozorne współczynniki dyfuzji wodoru wyznaczono wykorzystując model sferycznej dyfuzji Crank'a. Pokazano, że wzrost rozmiarów cząstek proszku prowadzi do wzrostu wartości pozornego współczynnika dyfuzji w fazie stałej. Dla wytłumaczenia wpływu granulacji na parametry opisujące zdolność wodorownia założono, ze transport atomowego wodoru ulega spowolnieniu wskutek obecności powierzchniowych produktów korozji na cząstkach proszku.

Słowa kluczowe

EN

NiMH; LaNi5 powder; hydrogenation; hydrogen diffusion

PL

granulacja; wodór; materiały kompozytowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 3
• Strony: 728--731
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kukuła I.

autor

Bala H.

• Czestochowa university of Technology, Department of Chemistry, 42-200 Czestochowa, 19 Armii Krajowej av., Poland

Bibliografia

• [1] M. Tliha, H. Mathlouthi, J. Lamloumi, A. Percheron- Guegan, J. Alloys Comp. 436, 221 (2007).
• [2] R. Li, J. Wu, H. Su, S. Zhou, J. Alloys Comp. 421, 258 (2006).
• [3] C. Iwakura, M. Matsuoka, Prog. Batteries and Battery Mater. 10, 81 (1991).
• [4] J. Kleperis, G. Wójcik, A. Czerwiński, J. Skowronski, M. Kopczyk, M. Bełtowska-Brzezińska, J.Solid State Electrochem. 5, 229 (2001).
• [5] S. Seta, H. Uchida, J. Alloys Comp. 231, 448 (1995).
• [6] C. Bordeaux, F. Bernard, N. Gerard, Int. J. Hydr. Energy 22, 475 (1997).
• [7] S. Luo, W. Luo, J. D. Clewley, T. Flanagan, L. A. Wade, J. Alloys Comp. 231, 467 (1995).
• [8] B. Rożdżyńska-Kiełbik, W. Iwasieczko, H. Drulis, V. V. Pavlyuk, H. Bala, J. Alloys Comp. 298, 237 (2000).
• [9] K. Giza, W. Iwasieczko, H. Bala, V. V. Pavlyuk, H. Drulis, Int. J. Hydr. Energy 34, 915 (2009).
• [10] C. Witham, A. Hightower, B. Fultz, B. V. Ratnakumar, R. C. Bowman Jr., J. Electrochem. Soc. 144, 3758 (1997).
• [11] R. C. Bowman, C. Witham, B. Fultz, B.V. Ratnkumar, T.W. Ellis, I.E. Anderson, J. Alloys Comp. 253, 613 (1997).
• [12] A. S. Pratt, D. B. Willey, I. R. Harris, Platinum Metals Rev. 43, 50 (1999).
• [13] C. Iwakura, M. Miyamoto, H. Inoue, M. Matsuoka, Y. Fukumoto, J. Alloys Comp. 259, 129 and 132 (1997).
• [14] A. Vaskelis, R. Juskenas, J. Jciauskiene, Electrochim Acta 43, 1061 (1998).
• [15] B. Rożdżyńska-Kiełbik, A. V. Gaudyn, K. Giza, Międzynarodowa Konferencja Naukowa, Nowe technologie i osiągniecia w metalurgii i inżynierii materiałowej, 527 Częstochowa (2007).
• [16] K. Giza, H. Bala, B. Rożdżynska-Kiełbik, Inz. Materiałowa 29, 1025 (2008).
• [17] I. Kukuła, H. Bala, Ochr. przed Korozja 53, 4-5, 225 (2010).
• [18] C. Iwakura, K. Fukuda, H. Senoh, H. Inoue, M. Matsuoka, Y. Yamamoto, Electrochim. Acta 43, 2041 (1998).
• [19] I. Kukuła, H. Bala, Ochr. przed Korozja 53, 11 (2010).
• [20] C. Khaldi, H. Mathlouthi, J. Lamloumi, A. Perchern-Guegan, Int. J. Hydr. Energy 29, 307 (2004).
• [21] T. Nishina, H. Ura, J. Uchida, J. Electrochem. Soc. 143, 1287 (1996) and 144, 1273 (1997).
• [22] G. Zheng, B. N. Popov, R. E. White, J. Electrochem. Soc. 142, 8, 2695 (1995).
• [23] P. J. Schneider, Conduction Heat Transfer, Addison-Wesley, Cambridge (1955).
• [24] J. Crank, The Mathematics of Diffusion, Clarendom Press, Oxford (1975).
• [25] J. G. Willems, Philips J. Res. 39, 1 (1984).
• [26] H. Pan, Y. Chen, C. Wang, J. X. Ma, C. P. Chen, Q. D. Wang, Electrochim. Acta 44, 2263 (1999).
• [27] M. H. J. Van Rijswick, In Hydrides for Energy Storage, A. F. Anderesen, A. J. Maeland, Editors, p. 261, Pergamon Press, Oxford (1978).
• [28] K. Giza, H. Bala, E. Owczarek, B. Rożdżyńska-Kiełbik, V. V. Pavlyuk, Ochr. przed Korozja 50, 11s/A, 162 (2007).
• [29] I. Kukuła, H. Bala, B. Marciniak, V.V. Pavlyuk, Ochr. przed Korozja 52, 4-5, 202 (2009).
• [30] Y. Li, S. Han, J. Li, X. Zhu, L. Hu, J. Alloys Comp. 458, 357 (2008).