عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو کامپوزیت بر پایه ۳۸wt%TiO-۳۶wt%NiO-۲۶ به روش مکانوترمال
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1107;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63668
- تاریخ دفاع
- ۲۴ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- فاطمه مهری
- استاد راهنما
- شهرام رایگان
- چکیده
- هیدرید منیزیم به سبب ظرفیت ذخیره¬سازی هیدروژن بالا، سبک بودن و قیمت کم به عنوان یک کاندیدای مناسب برای ذخیره¬سازی هیدروژن برای کاربرد در وسایل نقلیه مطرح است، ولی به دلیل سینتیک کند و دمای بالای جذب و دفع هیدروژن (دمای دفع °C 327 در فشار هیدروژن bar 1) در حال حاضر برای کاربردهای عملی مناسب نیست. از جمله راهکارهای پیشنهادی برای بهبود این مشکلات آسیاکاری هیدرید منیزیم و استفاده از کاتالیست مناسب جهت بهبود سینتیک واکنش جذب و دفع هیدروژن می¬باشد. در این تحقیق مخلوط پودری 38wt%TiO2-36wt%NiO-26wt%C در زمان¬های 5، 10و 20 ساعت آسیاکاری سپس در دماهای 300، 600، 900 و 1200 درجه سانتیگراد عملیات حرارتی شدند. نمونه¬های20 ساعت آسیاکاری شده و عملیات حرارتی شده در هر یک از دماهای فوق به میزان 10 درصد وزنی به عنوان کاتالسیت به هیدرید منیزیم اضافه شدند. مخلوط هیدرید منیزیم و کاتالیست به مدت زمان¬های مختلف تحت اتمسفر آرگون آسیاکاری شدند. میزان هیدروژن آزاد شده از دمای محیط تا دمای حدود 455 درجه سانتیگراد با نرخ گرمایش 10 درجه بر دقیقه از مخلوط پودری هیدرید منیزیم و کاتالیست شماره سه آسیاکاری شده به مدت 50 ساعت حدود 1/7 درصد وزنی یعنی تمام هیدروژن موجود در مخلوط پودری بود. استفاده از سه کاتالیستی¬ که حاوی فازهای مختلفی بودند تأثیر بهتری در کاهش دمای آغاز آزاد شدن هیدروژن نسبت به زمانی که فقط از یک فاز به عنوان کاتالیست استفاده شده بود داشتند. در این تحقیق برای اولین بار NiTiO3 به همراه روتایل به عنوان کاتالیست به هیدرید منیزیم اضافه شد. میزان هیدروژن آزاد شده از مخلوط هیدرید منیزیم و این کاتالیست پس از 20 ساعت آسیاکاری در حدود 8/5 درصد ورزنی هیدروژن از دمای محیط تا دمای حدود 455 درجه سانتیگراد بود. همچنین دمای شروع دفع هیدروژن از مخلوط این کاتالیست و هیدرید منیزیم آسیاکاری شده به مدت 50 ساعت حدود 200 درجه سانتیگراد بود. کلمات کلیدی: هیدرید منیزیم، ذخیره سازی هیدروژن، آسیاکاری مکانیکی، کاتالیزور.
- Abstract
- Magnesium hydride with high capacity for hydrogen storage is relatively cheap and light and is one of the possible materials to be used for hydrogen storage purpose. However, the hydriding and dehydriding reactions occur only at high temperatures and pressures at a low rate. Researchers have tried to overcome these problems by manufacturing nanocrystalline magnesium powder, synthesizing composite metal hydride and adding catalysts. In this study, an attempt was made to produce new catalyst with the composition 38wt%TiO2-36 wt%NiO-26 wt%C, synthesized by mechanical milling followed by heat treatment. In this regard, mixed powders were ball milled for 5, 10 and 20 hours and heat treated at 300,600, 900 and 1200 ?C for 1 hour. From the 12 prepared samples, four which were ball milled for 20 hours and then heat treated at 300,600, 900 and 1200 ?C were selected to be used as the catalyst 1,2,3 and 4 respectivly, to improve hydrogen desorption properties of MgH2. 7.1 wt% hydrogen release was achieved for the 50 hours milled mixture of 90 wt% MgH2 and 10wt% (catalyst 3). Using catalysts 1, 2 and 3, which have different phases, was more effective in reducing the dehydrogenation temperature than one catalyst alone. A mixture of rutile and NiTiO3 was added to magnesium hydride as a catalyst for the first time. After 20 hours of ball milling, 5.8 wt% hydrogen was released from this mixture. The starting temperature for hydrogen desorption for rutile and NiTiO3 containing, magnesium hydride powder was 200 ?C. Keywords: Magnesium hydride, Hydrogen Storage, Mechanical milling, Catalyst.
