بررسی تاثیر افزودن کاتالیست Ta2o5 بر رفتار هیدروژنی نانوکامپوزیت هیدرید منیزیم تولیدی به روش آلیاژسازی مکانیکی

در سال های اخیر هیدروژن به عنوان سوخت مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و دانشمندان قرار گرفته است. با توجه به این که ذخیره سازی هیدروژن به صورت جامد ایمن ترین و پربازده ترین حالت محسوب می شود؛ پروژه های بسیاری در زمینه بهبود خواص هیدروژنی فلزات مختلف که در ذخیره سازی هیدروژن بیشترین ظرفیت را دارند؛ تعریف شده است. انواع ترکیبات حاوی نئوبیم در بسیاری از این پروژه ها مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج مطلوب آن در مقالات متعددی ارائه شده است. با توجه به شباهت های بسیار زیاد عنصر تانتالیم از نظر خواص و شیمیایی و فیزیکی و با عنایت به این امر که از تانتالیم در بهبود خواص هیدروژنی فلزات به ندرت استفاده شده است؛ بر آن شدیم تا پس از مطالعه در مورد ترکیبات مختلف حاوی این عنصر، اکسید تانتالیم را به عنوان کاتالیزور در بهبود خواص هیدروژنی ترکیب هیدریدی mgh2 مورد تحقیق و مطالعه و آزمون قرار دهیم. در این پژوهش، مواد کامپوزیتی با ترکیبات هیدرید منیزیم 10 درصد وزنی ta2o5، نمونه های mt1؛ و هیدرید منیزیم 20 درصد وزنی ترکیب ta2o5، نمونه های mt2؛ با آسیاکاری پودر هیدرید منیزیم و ترکیب اکسید تانتالیم، تهیه گردید. اثر افزودنی و زمان آسیاکاری بر ساختار هیدرید منیزیم شامل اندازه دانه، کرنش شبکه و اندازه ذره و همچنین خواص واجذب هیدروژن کامپوزیت های حاصل ارزیابی گردید و با هیدرید منیزیم خالص آسیاکاری شده مقایسه شد. نشان داده شد که افزودن ترکیب اکسید تانتالیم به هیدرید منیزیم در زمان اولیه آسیاب منجر به کاهش اندازه ذره از 10.6 به 0.27 میکرومتر در کامپوزیت هیدرید منیزیم 10 درصد وزنی اکسید تانتالیم آسیاکاری شده برای 3 ساعت (نمونه mt13) و به 0.25 میکرومتر در کامپوزیت هیدرید منیزیم 20 درصد وزنی اکسید تانتالیم آسیاکاری شده برای 3 ساعت (نمونه mt23) می گردد. بعنوان یک نتیجه، دمای واجذب هیدرید منیزیم فعال شده مکانیکی برای 3 ساعت، از 405 به 382 درجه سانتیگراد برای کامپوزیت mt13 و به 370 درجه سانتیگراد برای کامپوزیت mt23 کاهش یافته‌است. تغییر در میزان کاهش دما به عوامل مختلفی مانند درصد کاتالیزور و ترکیبات بین فلزی به‌وجود آمده حین آسیاکاری بستگی دارد.

Effect of Tantalum Oxide Addition on Hydrogen Treatment of Magnesium Hydride Nano-Composite Produced by Mechanical Alloying

In recent years the Hydrogen was considered as fuel by many researchers and scientists. Given that solid mode storage of Hydrogen is the safest and the most productive mode, many projects have been defined in the field of improving Hydrogen properties of the metals with the most capacity of Hydrogen Storage. The compositions of materials contain Niobium were used in many researches and the desired results were presented in multiple articles. According to the similarities of Tantalum to Niobium in chemical and physical properties, and by considering that there are rare researches about the effect of compositions of Ta on Hydrogen properties of metals, the decision of studying effects of Tantalum Oxide on MgH2 as base metal was made after reading many articles about the compositions of Tantalum. In this research, the composite materials, with the compositions of MgH210%wt Ta2O5, MT1 samples; and MgH220%wt Ta2O5, MT2 samples; were prepared by ball milling of Magnesium Hydride and tantalum oxide powders. Effect of additive and ball milling time on structure of magnesium Hydride were evaluated, contains grain size, net strain and particle size and also the dehydrogenation properties of prepared composites. And were compared with ball milled pure Magnesium Hydride. It has been shown that the addition of Tantalum Oxide to Magnesium Hydride at the primary time of ball milling cause reduction in particle size from 10.6 to 0.27 μm in ball milled MgH210%wt Ta2O5 for 3 hours (MT13 sample) and to 0.25 μm in ball milled MgH220%wt Ta2O5 for 3 hours (MT23 sample). As a result, the dehydrogenation temperature of mechanical activated magnesium Hydride after 3 hours were reduced from 405 Cº to 382 Cº for MT13 and to 370 Cº for MT23. The change in amount of temperature reduction depends on numerous reasons such as the percent of catalyst and the metallic phase that has been formed during ball milling.