Geri Dön

Nanometer size effects on hydrogen storage properties of thin film metal hydrides

İnce film metal hidrilerin depolama özellikleri üzerinde nanometre boyut etkileri

  1. Tez No: 799703
  2. Yazar: ERKAN ŞENSES
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BRUCE M. CLEMENS
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Stanford University
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 88

Özet

Bu çalışmanın amacı, ince film metal hidridlerin termodinamik özelliklerini ve kritik boyutlara düşmeyle birlikte bu özelliklerin nasıl değiştiğini incelemektir. Bu amaçla Mg-MgH2 sisteminin denge basınçları, kütle değişimine aşırı derecede hassas olan Kuvartz Kristal Miktroterazinin (QCM) rezonans frekansını izleyerek elde edilmiştir. Isıl modellemeye göre, parçacıkların boyutları daha küçük hale geldikçe, arayüz enerjisi denge basıncını değiştirme eğilimine girmektedir. 2-4 nm çapındaki Mg parçacıklarının kullanımının, büyüklüğün çeşitli şekilde sıralanışıyla denge basıncını artıracağını ve Mg'yi etkili bir hidrojen depo malzemesi yapan 100 ⁰C'de bu durumun bir atmosfer denge basıncında 2 nm parçacıkları ile neticeleneceğini tahmin ediyoruz. Boyut etkisini gözlemlemek için, biz Mg ve Pd'nin alternatif katmanlarını içeren ince filmleri oluşturduk. Katmanların kalınlıklarını değiştirerek, büyüklüğü kitleden kritik ebatlara değiştirebildik ve böylece numunelerde hacim başına arayüz alanının farklı miktarlarını elde edebildik. Farklı sıcaklıklarda gözlenen denge basıncı, kütle numunelerden alınan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. 5 nm parçacıklarının teoride tahmin edildiği gibi termodinamiklerin üzerinde önemli bir etki doğurmadığını gözlemledik. Boyut etkisine ek olarak, denge basıncı üzerindeki alaşımlama etkisi ve reaksiyon kinetiği, Ti katkılanık Mg filmleri kullanılarak araştırılmıştır. Biz, Mg'ye %5 Ti eklemenin denge basıncında 10 kat artışa neden olduğunu gözlemledik.

Özet (Çeviri)

The objective of this work is to study the thermodynamic properties of thin film metal hydrides and how these properties change with reductions to critical dimensions. For this purpose, equilibrium pressures of Mg-MgH2 system were obtained by monitoring the resonance frequency of a Quartz Crystal Microbalance (QCM), which is extremely sensitive to mass change. According to thermal modeling, as the particles size becomes smaller, the interface energy tends to change equilibrium pressure. We predict that using 2-4 nm diameter Mg particles enhances the equilibrium pressure by several orders of magnitude and 2 nm particles result in equilibrium pressure of one atmosphere at around 100 ⁰C, which makes Mg an attractive hydrogen storage material. In order to observe the size effects, we deposited thin films containing alternative layers of Mg and Pd. By changing the thicknesses of the layers, we were able to change the size from bulk to critical dimensions and therefore, obtain different amount of interface area per volume in the samples. The equilibrium pressures observed at different temperatures were compared to the results obtained from bulk samples. We observed that the 5 nm particles showed no significant effect on thermodynamics as predicted in the theory. In addition to size effects, alloying effects on equilibrium pressure and reaction kinetics were investigated by using Ti doped Mg films. We observed that adding 5 % Ti into Mg resulted in a 10-fold increase in equilibrium pressure.

Benzer Tezler

  1. Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi

    Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles

    TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  2. Ultrasonik sprey piroliz (USP) yöntemi ile nano yapılı kurşun oksit üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of nano structured lead oxide via ultrasonic spray pyrolysis (USP)

    BURAK AŞIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  3. Ni/ZnO nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz tekniğiyle üretimi

    Production of Ni/ZnO nanocomposite particles via ultrasonic spray pyrolysis (USP) method

    İLAYDA KOÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  4. Ultrasonik sprey piroliz ve hidrojen redüksiyonu yöntemi ile (USP ? HR) nano yapılı gümüş ? bakır alaşım partiküllerinin üretimi

    Production nanostructured silver - copper (Ag?Cu) alloy particles via ultrasonic spray pyrolysis and hydrogen reduction(USP-HR)

    MÜNEVVER KÖROĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  5. Kompozit modifiye ketonik reçineler

    Composite modified ketonic resins

    SELDA SERT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN