ТИТАННЫҢ LaNi₅ НЕГІЗІНДЕГІ СУТЕКТІ САҚТАУ МАТЕРИАЛДАРЫНЫҢ ФАЗАЛЫҚ КҮЙІНЕ ӘСЕРІ

Сутегі энергияның перспективалы көзі болып табылады, сондықтан оны сақтаудың сенімді және тиімді әдістерін әзірлеу қажет. Интерметаллидті қосылыстарда сутекті сақтау технологиясы ең перспективалы болып табылады. Бұл әдіс ең қауіпсіз әдістердің бірі болып табылады және сутекті үлкен көлемдік тығыздықта сақтауға мүмкіндік береді. Бұл жұмыста механосинтез және ұшқын-плазмалық агломерация әдістерімен синтезделген lani₅ негізіндегі қорытпалардың фазалық және құрылымдық құрамына титанмен легирлеудің әсері зерттелді. Рентгендік фазалық талдаудың көмегімен негізгі матрицалық фазаның LaNi₅ екендігі анықталды, сонымен қатар TiNi интерметаллиді пайда болады. Бірқатар үлгілерде жергілікті тотығу нәтижесінде пайда болған la₂o и және TiO₂ оксидтік фазалары табылды. LNT-1 үлгісінде кристалдылық пен фазалық біртектіліктің оңтайлы сипаттамалары анықталды, бұл таңдалған өңдеу жағдайларының жоғары тиімділігін растайды. Титанмен легирленген LaNi₅ негізіндегі металлидті қосылысты алудың оңтайлы шарттары мыналар болып табылады: шарлардың массасы мен ұнтақ массасының арақатынасы (BPR) 20:1 ұзақтығы 8 сағат, айналу жылдамдығы 350 айн/мин және ҰПА 2 МПа, температура 1300 ℃ және экспозиция уақыты 5 минут. Нәтижелер сутекті қатты күйінде сақтау үшін жақсартылған сипаттамалары бар материалдарды жасау үшін осы тәсілді ұсынуға мүмкіндік береді.

1. Hu T. et al. A mini review for hydrogen production routes toward carbon neutrality // Propulsion and Energy. – 2025. – Vol. 1. – No. 1. – P. 1–20. https://doi.org/10.1007/s44270-024-00004-4

2. Opakhai S., Kuterbekov K., Zhumadilova Z. Hydrogen energy in Kazakhstan: prospects for development and potential // Polityka Energetyczna. – 2024. – Т. 27. – No. 2. – P. 141–194. https://doi.org/10.33223/epj/188475

3. Blay-Roger R. et al. Natural hydrogen in the energy transition: Fundamentals, promise, and enigmas // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2024. – Vol. 189. – P. 113888. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113888

4. Sakintuna B., Lamari-Darkrim F., Hirscher M. Metal hydride materials for solid hydrogen storage: a review // International journal of hydrogen energy. – 2007. – Vol. 32. – No. 9. – P. 1121–1140. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2006.11.022

5. Moradi R., Groth K. M. Hydrogen storage and delivery: Review of the state of the art technologies and risk and reliability analysis // International journal of hydrogen energy. – 2019. – Vol. 44. – No. 23. – P. 12254–12269. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.041

6. Skakov M. et al. Effect of a High-Temperature Treatment on Structural-Phase State and Mechanical Properties of IMC of the Ti-25Al-25Nb at.% System // Materials. – 2022. – Т. 15. – No. 16. – P. 5560. https://doi.org/10.3390/ma15165560

7. Liang G., Huot J., Schulz R. Hydrogen storage properties of the mechanically alloyed LaNi5-based materials // Journal of alloys and compounds. – 2001. – Vol. 320. – No. 1. – P. 133–139. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)00929-X

8. Salma Sleiman, Samaneh Shahgaldi, Jacques Huot. Investigation of the First Hydrogenation of LaNi5 // Reactions. – 2024. – Vol. 5. – Iss. 3. – P. 419–428. https://doi.org/10.3390/reactions5030021

9. Aaron Keith, Claudia Zlotea, Petra Agota Szilagyi. Perspective of interstitial hydrides of high-entropy alloys for vehicular hydrogen storage // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024. – Vol. 52. – P. 531–546. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.01.141

10. Zacharia R., Rather S. U. Review of solid state hydrogen storage methods adopting different kinds of novel materials // Journal of Nanomaterials. – 2015. – Vol. 2015. – No. 1. – P. 914845. https://doi.org/10.1155/2015/914845

11. Sleiman S., Huot J. Microstructure and Hydrogen Storage Properties of Ti1V0. 9Cr1. 1 Alloy with Addition of x wt% Zr (x= 0, 2, 4, 8, and 12) // Inorganics. – 2017. – Vol. 5. – No. 4. – P. 86. https://doi.org/10.3390/inorganics5040086

12. Frankcombe T. J. Proposed mechanisms for the catalytic activity of Ti in NaAlH4 //Chemical reviews. – 2012. – Vol. 112. – No. 4. – P. 2164–2178. https://doi.org/10.1021/cr2001838

13. Sandrock G. A panoramic overview of hydrogen storage alloys from a gas reaction point of view // Journal of alloys and compounds. – 1999. – Т. 293. – P. 877–888. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00384-9

14. Wang L. et al. Insights into the structure–performance relationship in La–Y–Ni-based hydrogen storage alloys // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. – Т. 48. – No. 66. – P. 25797–25807. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.03.329

15. Konik P. et al. Structure and hydrogenation features of mechanically activated LaNi5-type alloys // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021. – Т. 46. – No. 25. – P. 13638–13646. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.07.163

16. N.M. Mukhamedova, М.К. Skakov, W. Wieleba. Determination of phase composition and mechanical properties of surface of the material obtained on the basis of silicon and carbon by spark-plasma sintering method // J. AIMS Materials Science. – 2018. – Vol. 6(1). – P. 1–9. https://doi.org/10.3934/matersci.2019.1.1

17. Tokita M. Mechanism of spark plasma sintering // Proceeding of the International Symposium on Microwave, Plasma and Thermochemical Processing of Advanced Materials. – 1997. – P. 69–76. https://doi.org/10.2497/jjspm.49.915

18. Orrù R. et al. Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering // Materials Science and Engineering: R: Reports. – 2009. – Т. 63. – No. 4–6. – P. 127–287. https://doi.org/10.1016/j.mser.2008.09.003

19. Kozhakhmetov Y., Skakov M., Wieleba W., Kurbanbekov Sh., Mukhamedova N. Evolution of intermetallic compounds in Ti-Al-Nb system by the action of mechano-activation and spark plasma sintering // J. AIMS Materials Science. – 2020. – Vol. 7. – No. 2. – P. 182–191. https:///doi.org/10.3934/MATERSCI.2020.2.182

20. Wang H. et al. Large scale synthesis and characterization of Ni nanoparticles by solution reduction method // Bulletin of Materials Science. – 2008. – Vol. 31. – P. 97–100. https://sci-hub.ru/10.1007/s12034-008-0017-1

21. Ali Z. et al. Catalytic growth of CNTs and carbon onions by chemical vapor deposition on nickel-silica nanocomposite and its electrochemical catalytic study towards OER // Journal of Porous Materials. – 2020. – Vol. 27. – P. 1571–1581. https://doi.org/10.1007/s10934-020-00934-9

22. Zhao Y., Zhang J. Microstrain and grain-size analysis from diffraction peak width and graphical derivation of high-pressure thermomechanics // Applied Crystallography. – 2008. – Vol. 41. – No. 6. – P. 1095–1108. https://doi.org/10.1107/S0021889808031762

23. Mattern N. et al. Experimental and thermodynamic assessment of the La–Ti and La–Zr systems // Calphad. – 2016. – Vol. 52. – P. 8–20. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2015.10.015

24. Jingqi L., Ke G. The isothermal section of the phase diagram of the La–Ni–Ti ternary system at 673 K // Journal of alloys and compounds. – 2000. – Vol. 312. – No. 1–2. – P. 121–123. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01072-0

25. Ali A., Chiang Y. W., Santos R. M. X-ray diffraction techniques for mineral characterization: A review for engineers of the fundamentals, applications, and research directions // Minerals. – 2022. – Т. 12. – No. 2. – P. 205. https://doi.org/10.3390/min12020205

26. Lima E. F., Bredow T. Extended benchmark set for lattice parameters of inorganic solids // Journal of Computational Chemistry. – 2024. – Т. 45. – No. 32. – P. 2702–2709. https://doi.org/10.1002/jcc.27479

27. Zhong C. et al. Insights into the enhanced hydrogen adsorption on M/La2O3 (M= Ni, Co, Fe) //Physical Chemistry Chemical Physics. – 2023. – Т. 25. – No. 22. – P. 15547–15554. https://doi.org/10.1039/D3CP00735A

28. He P. et al. La2O3-Modified Nickel-Cobalt Composite Coating as Cathode Materials for Hydrogen Evolution Reaction // ECS Transactions. – 2010. – Т. 28. – No. 26. – P. 3. http://doi.org/10.1149/1.3501091

29. Zhang J. et al. Remarkable synergistic catalysis of Ni-doped ultrafine TiO2 on hydrogen sorption kinetics of MgH2 // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2018. – Т. 10. – No. 30. – P. 24975–24980. https://doi.org/10.1021/acsami.8b06865

30. Uchida H. et al. Reaction kinetics of H2 absorption by lanthanum with and without surface oxide layers // Journal of the Less Common Metals. – 1991. – Т. 172. – P. 832–840. https://doi.org/10.1016/0022-5088(91)90210-U