210 likes | 418 Views
Pracownia Elektroanalizy Kierownik pracy: Dr Rafał Jurczakowski. Piotr Połczyński. Elektrosorpcja wodoru w cienkich warstwach palladu domieszkowanych azotem. Jakie zastosowania znajduje badanie proces ów ads orpcji i abs orpcji wodoru w metalach?. Korozja wodorowa. Magazyn wodoru.
E N D
Pracownia Elektroanalizy Kierownik pracy: Dr Rafał Jurczakowski Piotr Połczyński Elektrosorpcja wodoru w cienkich warstwach palladu domieszkowanych azotem
Jakie zastosowania znajduje badanie procesów adsorpcji i absorpcjiwodoru w metalach? Korozja wodorowa Magazyn wodoru Czujniki wodorowe Ogniwa paliwowe Silniki spalinowe Fitf wodoru- oczyszczanie Otrzymywanie wodoru. Elektroliza
Należy do platynowców lekkich WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE Liczba atomowa 46 masa atomowa 106,42 Temperatura topnienia 1554,9 °C gęstość 12,0 g/cm3 Niska zawartość w środowisku około 10-4 ppm Cena palladu za uncje 456,25$ Notowanie z 28.05.2010 Struktura krystalograficzna fcc Czysty pochłania 850 objętości wodoru na jedną objętość palladu [H]/[Pd]~0.7 Najlepiej przebadany z różnych układów absorbujących wodór Pallad
Faza α i β • ALFA: Zawiera mało wodoru, roztwór. • BETA: Zawiera znacznie więcej zaabsorbowanego wodoru, struktura wodorku, zmiana stałej sieciowej. • Obie fazy mogą współistnieć B. Baranowski et al. J. Chem. Soc. Faraday Trans. I, 62 (1972) 824
Struktura pasma przewodnictwa • Zamiana stałej sieciowej wpływa na na szerokość pasma przewodnictwa. Ludwig A. Kibler, et al.Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44
Energia adsorbcji wodoru zależy liniowo położenia środka pasma przewodnictwa Ludwig A. Kibler, et al.Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44
Elektroosadzanie Pd • Na złotej elektrodzie • Z Roztworu chlorku Palladu Cienkie warstwy Praca magisterska A. Januszewskiej Praca doktorska Pierre-Philippe GRAND, UNIVERSITÉ PIERRE ET MARIE CURIE (PARIS VI),
implantowane jony warstwa Pd-N atomy palladu Domieszkowanie azotem
Metody badania sorpcji wodoru • Elektochemicznie • Volumetryczne Aparatem Novela Sieverta
Absorpcja bezpośrednia H+ + Me + e- Me-H (ads.) Volmer H+ + Me + e- Me-H (abs.) Absorpcja pośrednia H+ + Me + e- Me-H (ads.) Me- H (ads.)Me- H (abs.) Wydzielanie wodoru H+ + Me-H (ads.) + e- Me+H2 Heyrovski Me-H (ads.) + Me-H (ads.) Me+H2Tafel Mechanizmy Elektrosorpcji wodoru
Pomiar impedancji ac ac
Impedancja Impedancja • Z=Zre+i*Zim Nachylenie krzywej E-I odpowiada oporowi: Rp (ω→0) Rp
Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna - obwody zastępcze -Z’ Z’ Rs
Stosowane obwody zastępcze -Z’ Z’ Rs Rct
Stosowane obwody zastępcze -Z’ Z’ Rs Rct
Stosowane obwody zastępcze -Z’ Z’ Rs Rct
Stosowane obwody zastępcze -Z’ Z’ Rs Rct
Prosty Złożony R1- opór elektrolitu CPE1- Pojemność warstwy podwójnej R2- opór przeniesienia ładunku CPE2- Pojemność pochłoniętego wodoru R3- opór wydzielania gazowego wodoru Układy zastępcze
Cele pracy • Badanie sorpcji wodoru w cienkich warstwach stopów Pd-N. • Wpływ składu stopu na ilość zaabsorbowanego wodoru (izotermy adsorbcji). • Wpływ składu stopu na kinetykę reakcji elektrosorpcji wodoru. • Odróżnienie wodoru adsorbowanego i absorbowanego na badanych stopach. • Próba korelacji paramentów termodynamicznych z właściwościami elektronowymi dla Pd-N-H