Show simple item record

Theoretical and experimental study of TiO2 influence on hydrogen sorption in MgH2/Mg system

dc.contributor.advisorPašti, Igor
dc.contributor.otherNovaković, Nikola
dc.contributor.otherStojković-Simatović, Ivana
dc.contributor.otherGrbović-Novaković, Jasmina
dc.contributor.otherPerić, Miljenko
dc.creatorVujasin, Radojka
dc.date.accessioned2017-07-28T14:34:54Z
dc.date.available2017-07-28T14:34:54Z
dc.date.issued2017-06-09
dc.identifier.urihttp://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=5158
dc.identifier.urihttps://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:16014/bdef:Content/download
dc.identifier.urihttp://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=49205775
dc.identifier.urihttp://nardus.mpn.gov.rs/123456789/8456
dc.description.abstractMagnezijum hidrid, materijal pogodan za skladištenje vodonika zbog velike gravimetrijske i zapreminske gustine, niske cene i netoksičnosti, još nije našao široku industrijsku primenu usled velike termodinamičke stabilnosti i visoke temperature desorpcije vodonika (447°C). Nepovoljna termodinamika i spora kinetika sorpcije se može poboljšati dodatkom aditiva što destabiliše kristalnu rešetku MgH2. U okviru ove doktorske disertacije urađena su teorijska i eksperimentalna ispitivanja magnezijum hidrida dopiranog titan dioksidom. Cilj je razumevanje uticaja aditiva i međufazne granice metal/hidrid, koja nastaje u procesu prodiranja vodonika u potpovršinske slojeve, na mehanizam i reakciju desorpcije vodonika. Kompoziti MgH2-TiO2 sa 10 mas.% anataz i rutil TiO2, su sintetisani mehaničkim mlevenjem u toku 10 i 20h. Različite polimorfne forme su korišćene kako bi se ispitao njihov uticaj na desorpcione karakteristike MgH2. Dekompozicija hidrida je praćena diferencijalnom termijskom analizom i odvija se u tri stupnja. Srednjetemperaturski pikovi se pojavljuju zbog katalitičkog uticaja dopanta, a najniža temperatura 380°C je dobijena za uzorak sa rutil TiO2 mlevenim 10h, dok je za kompozit sa anataznom fazom koji je mleven 20h temperatura daleko viša, 412°C. Proces desorpcije se najbolje opisuje Avrami-Erofejevim kinetičkim modelom za n=4, što isključuje difuziju, a upućuje na procese nukleacije i promene dimenzionalnosti kristala kao odlučujuće procese za desorpciju. Zaključeno je da kristalna struktura dopanta igra presudnu ulogu u ubrzanju reakcije desorpcije. Interakcija vodonika sa (110) površinom rutil TiO2, ispitivana teorijom funkcionala gustine, pokazuje da atomski slojevi paralelni površini koji sadrže atome Ti i O deluju kao barijere za prolazak vodonika ka dubini materijala. Između ovih slojeva su oblasti osiromašene naelektrisanjem u kojima atom H lako prelazi sa jednog na drugi atom O. Potvrđeno je i da se uticaj površine može ograničiti na nekoliko atomskih slojeva koji su joj najbliži. Simulacije ponašanja sistema međufazne granice MgH2/Mg dopirane Ti i TiO2 su pokazale da je formiranje defekata energijski povoljniji proces, s tim što je sistem dopiran sa TiO2 stabilniji. Praćenje mobilnosti vodonika u blizini međufazne granice hidrid/metal na različitim temperaturama pokazuje da difuzija vodonika u sistemu dopiranom Ti počinje na 127°C, a u sistemu sa TiO2 nema primetne difuzije čak i na višim temperaturama. Kiseonik u blizini Ti kao izrazitiji akceptor elektrona posredno utiče na skraćenje Ti-H veze, i samim tim smanjuje mobilnost vodonika u blizini dopanta...sr
dc.formatapplication/pdf
dc.languagesr
dc.publisherУниверзитет у Београду, Факултет за физичку хемијуsr
dc.rightsAutorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
dc.sourceУниверзитет у Београдуsr
dc.subjectskladištenje vodonikasr
dc.subjecthydrogen storageen
dc.subjectmagnezijum hidridsr
dc.subjecttitan dioksidsr
dc.subjectDFTsr
dc.subjectkompozitisr
dc.subjecttanki filmovisr
dc.subjectmagnesium hydrideen
dc.subjecttitanium dioxideen
dc.subjectDFTen
dc.subjectcompositesen
dc.subjectthin filmsen
dc.titleTeorijsko i eksperimentalno istraživanje uticaja TiO2 na sorpciju vodonika u MgH2/Mg sistemusr
dc.title.alternativeTheoretical and experimental study of TiO2 influence on hydrogen sorption in MgH2/Mg systemen
dc.typePhD thesis
dcterms.abstractПашти, Игор; Стојковић-Симатовић, Ивана; Новаковић, Никола; Грбовић-Новаковић, Јасмина; Перић, Миљенко; Вујасин, Радојка; Теоријско и експериментално истраживање утицаја ТиО2 на сорпцију водоника у МгХ2/Мг систему; Теоријско и експериментално истраживање утицаја ТиО2 на сорпцију водоника у МгХ2/Мг систему;


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record