Title
Teorijsko i eksperimentalno istraživanje uticaja TiO2 na sorpciju vodonika u MgH2/Mg sistemu
Creator
Vujasin, Radojka, 1981-
Copyright date
2017
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 9. 06. 2017.
Other responsibilities
mentor
Pašti, Igor, 1984-
mentor
Novaković, Nikola.
član komisije
Stojković-Simatović, Ivana.
član komisije
Grbović-Novaković, Jasmina.
član komisije
Perić, Miljenko.
član komisije
Pašti, Igor, 1984-
član komisije
Novaković, Nikola.
Academic Expertise
Prirodno-matematičke nauke
Academic Title
-
University
Univerzitet u Beogradu
Faculty
Fakultet za fizičku hemiju
Alternative title
Theoretical and experimental study of TiO2 influence on hydrogen sorption in MgH2/Mg system
Publisher
[R. Vujasin]
Format
listova
description
Fizička hemija-Fizička hemija materijala / Physical chemistry-Physical chemistry of materials
Abstract (sr)
Magnezijum 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...
Authors Key words
skladištenje vodonika, magnezijum hidrid, titan dioksid, DFT, kompoziti,
tanki filmovi
Authors Key words
hydrogen storage, magnesium hydride, titanium dioxide, DFT, composites,
thin films
Classification
544.725:546.11(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Magnezijum 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...
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.