КАТАЛІТИЧНИЙ ВПЛИВ ПЕРОВСКІТІВ RTO₃ НА ВЛАСТИВОСТІ ГІДРИДУ МАГНІЮ ЗІ ЗБЕРІГАННЯ ТА ГІДРОЛІЗНОГО ОДЕРЖАННЯ ВОДНЮ

Анотація

Методом реактивного кульового помелу синтезовано композити на основі MgH₂ з додаванням наночастинок складних оксидів RTO₃ (R ¾ рідкісноземельний і T ¾ перехідний метал) як каталізаторів та графіту. Усі композити містять 5% (мас.) оксидів Dy_0.5Nd_0.5FeO₃ та TbFe_0.5Cr_0.5O₃ синтезованих золь-гель методом, а деякі з них додатково містять 3% (мас.) графіту. Оксиди мають ромбічну структуру перовскіту (тип GdFeO₃) та характеризуються середнім розміром частинок 80–300 нм. Показано вплив перовскітів на гідрування магнію в процесі помелу та покращення кінетики сорбції–десорбції водню. Композити Mg–Dy_0.5Nd_0.5FeO₃ та Mg–TbFe_0.5Cr_0.5O₃ поглинули 6,7 та 6,2% (мас.) водню відповідно. Порошковою рентгенівською дифракцією після кульового помелу не виявлено жодних нових сполук, окрім гідриду магнію. Термодесорбція з цих композитів відбувається двохстадійно за температур вище 300 °С. Енергію активації (E_a) десорбції водню визначали методом Кіссінджера. Для композита з TbFe_0.5Cr_0.5O₃ величина E_a становить 123 кДж/моль, а для композита з Dy_0.5Nd_0.5FeO₃  ¾ 147 кДж/моль. Синтезовані гідридні композити також протестовані як матеріали для генерації водню шляхом гідролізу у чистій воді та водних розчинах MgCl₂. Вихід водню під час гідролізу у чистій воді складав 320…350 мл/г. Ступінь конверсії суттєво покращувався при додаванні MgCl₂. Для MgH₂–нано-TbFe_0.5Cr_0.5O₃ він досягав 90% (~1400 мл/г) після 30 хв гідролізу. Ці характеристики показують, що синтезовані композити MgH₂–нано-RTO₃ можуть бути використані в системах генерації водню.