Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"MARTYNA DYMEK"

Effect of electrochemical cycling of LaNi5 powder composite material on hydrogen diffusivity at pressures of 0.08÷30 bar


  On the basis of galvanostatic charge/discharge curves plotted in E - logt coordinate system we present a precise graphical way to determine atomic hydrogen charge and discharge times for powder (particle diameter 20÷50 μm) LaNi5 composite electrode working in deaerated 6M KOH solution. At experimental conditions (│ic│= ia = 0.5C) we calculate effective hydrogen diffusion coeffi cients in the electrode material, based on Crank’s diffusion model, and present them as a function of cycling. The diagnostic experiments included galvanostatic tests with simultaneous changes of external pressure of Ar-gas in the reaction chamber. The effective diffusion coeffi cients of atomic hydrogen increase for initial cycles as a result of material surface development and increase of its porosity. Starting with N = 15, further cycling gives rise to decrease of hydrogen diffusivity, evidently as a consequence of electrode material corrosion and hydrogen diffusion inhibition by oxide phases. Pressure of inert gas (Ar) in the range of 0.08÷30 bar has rather imperceptible effect on hydrogen diffusivity. Keywords: LaNi5 compound, electrochemical hydrogenation, hydrogen diffusivity, external pressure Wpływ elektrochemicznego cyklowania kompozytowego materiału proszkowego na bazie LaNi5 na dyfuzyjność wodoru przy ciśnieniach 0,08÷30 barów Bazując na galwanostatycznych krzywych ładowania/rozładowania wykreślonych w układzie współrzędnych E - logt dla proszkowej (średnica cząstek 20÷50 μm), kompozytowej elektrody LaNi5 pracującej w 6M roztworze KOH zaproponowano precyzyjny, grafi czny sposób określania czasów jej ładowania wodorem i rozładowania. W oparciu o model dyfuzji Cranka, przy przyjętych warunkach eksperymentalnych (│ic│= ia = 0,5C) obliczono efektywne współczynniki dyfuzji wodoru w materiale elektrodowym i przedstawiono je w funkcji numeru cyklu. Testy galwanostatyczne przeprowadzano w warunkach jednoczesnych z[...]

Progress in evaluation of metal hydride electrode charge time and time of oxide phases reduction


  Derivative galvanostatic charge curves allow for determining of both oxide phase reduction and LaNi5 based composite electrode hydrogenation times with unique accuracy. We present a series of charge/ discharge curves for powder composite LaNi5 (50-100 μm) electrode in 6M KOH solution (22oC) and at │ic│= ia = 0.5C. Effective hydrogen diffusion coeffi cient, based on Crank’s diffusion model, have been determined for the material and presented as a function of cycling. The effective diffusion coeffi cients of atomic hydrogen increase with cycling from 5 to 7 · 10-10 cm2·s-1 as a result of active material surface development and increase of its porosity. The effects of electrode material corrosion and hydrogen diffusion inhibition by oxide phases are also discussed. Keywords: LaNi5 compound, derivative charge curve, galvanostatic hydrogenation, hydrogen diffusivity, oxide phases Dalsze doskonalenie szacowania czasu ładowania i czasu redukcji faz tlenkowych elektrody wodorkowej Różniczkowe galwanostatyczne krzywe ładowania pozwalają na ocenę czasów redukcji faz tlenkowych i czasu wodorowania kompozytowej elektrody na bazie LaNi5 z unikalną dokładnością. W pracy przedstawiamy serię cyklicznych krzywych ładowania/rozładowania (│ic│= ia = 0,5C) dla proszkowej (50-100 μm), kompozytowej elektrody LaNi5 w roztworze 6M KOH (22oC). Efektywny współczynnik dyfuzji atomowego wodoru wyznaczono dla badanego materiału elektrodowego w oparciu o model dyfuzji Cranka i przedstawiono jego zmiany w funkcji cyklowania. W miarę cyklowania efektywny współczynnik dyfuzji atomowego wodoru wzrasta od 5 do 7·10-10 cm2·s-1 wskutek rozwijania powierzchni i zwiększania porowatości materiału aktywnego. Dyskutowane są również efekty korozji materiału elektrodowego i hamowania dyfuzji wodoru przez tworzące się fazy tlenkowe. Słowa kluczowe: związek LaNi5, różniczkowa krzywa ładowania, wodorowanie galwanosta[...]

Determination of corrosion rate of porous, liquid permeable materials on the example of hydride powder composite DOI:10.15199/40.2017.4.1

Czytaj za darmo! »

Corrosion rate of permeable porous materials can be determined from relation of given specimen extensive property versus exposure time in working fluid. Such an attempt allows to evaluate the corrosion process rate irrespectively of uncontrolled changes of sample effective surface. The changes of extensive physical parameter of porous hydride material is discussed on the example of the fade of specific hydride capacity (Q) for La(Ni,Co)5 type powder composite electrode. The advantageous role of active material encapsulation with Ni-P coatings is additionally pointed out. The actual capacity changes of the electrode are presented versus charge/discharge cycle number (N) in two kinetic variants: Q = f (N) and ln Q = f (N). In both cases correlation is very good, with determination coefficients ≈ 0.96. The slopes of rectilinear segments of these relationships correspond to corrosion degradation rate constants of nulland first order reactions, respectively. The integral kinetic equations have been used to determine corrosion rates as well as half capacity decay cycles of the porous hydride material. Keywords: permeable material, porosity, degradation kinetics, corrosion rate, capacity fade Szybkość korozji materiałów porowatych przepuszczalnych dla cieczy można określać na podstawie zmian wybranej właściwości ekstensywnej materiału w funkcji czasu ekspozycji w roztworze roboczym. Takie podejście pozwala na ocenę szybkości procesu korozyjnego bez uwzględniania trudnych do kontroli zmian efektywnej powierzchni próbki w trakcie ekspozycji. W niniejszej pracy dyskutowane jest zmniejszanie się parametru ekstensywnego - właściwej pojemności wodorkowej (Q) wskutek cyklowania kompozytowej elektrody proszkowej bazującej na związku La(Ni,Co)5. Dodatkowo, wskazano na pozytywną rolę enkapsulacji materiału aktywnego powłokami Ni-P. Postępujące zmiany pojemności elektrody są przedstawione w funkcji numeru cyklu ładowania/rozładowania (N) w[...]

Peculiarities of LaNi5-powder/PVDF bonded composite - alkaline electrolyte interaction at repeating charge/discharge cycles


  A method of rinsing of KOH solution soaked by composite, hydrogen storage electrode has been applied to evaluate its porosity. The LaNi5 powdered (20÷50 μm) material was mixed with 5% of conducting C-graphite powder. The powders have been bonded with 10% PVDF and pressed isostatically (50 bar) to obtain 0.4 mm thick pellets. After 10 electrochemical charge/discharge cycles (-0.5C/+0.5C) in 6M KOH solution, the distribution of potassium across the pellets have been defi ned using SEM/EDS method. The EDS linear analysis on potassium inside of the soaked and dried pellet confi rmed satisfactory uniformity of its distribution and, thus, effi cient soaking of the composite by alkaline electrolyte. The electrodes conditioned ca 36 hours in 6M KOH have been rinsed in distilled water and time dependent pH changes have been used as a simple method to determine the fraction of electrode volume penetrated by the alkaline solution. The porosity of the tested electrode after tenth cycle has been evaluated to be 7.3%. Keywords: hydride electrode, composite porosity, pH changes, charge/discharge Osobliwości oddziaływania kompozytu proszkowego LaNi5/PVDF z alkalicznym elektrolitem podczas powtarzających się cykli ładowania/rozładowania Dla oceny porowatości kompozytowej elektrody wodorkowej zastosowano metodę wymywania roztworu KOH z elektrody nasączonej za pomocą 6 M KOH w wyniku cyklowania. Frakcję proszku LaNi5 (20÷50 μm) mieszano z 5% proszku przewodzącego na bazie sadzy grafi towej, cząstki wiązano za pomocą 10% PVDF, a następnie prasowano izostatycznie pod naciskiem 50 bar, celem uzyskania pastylek o grubości 0,4 mm. Po 10 elektrochemicznych cyklach ładowania/rozładowania (-0.5C/+0.5C) w 6M roztworze KOH, analizowano rozkład potasu na przekroju poprzecznym pastylek za pomocą metody SEM/ EDS. Liniowa analiza potasu wewnątrz nasączonej KOH i wysuszonej pastylki potwierdziła zadowalającą jednorodność rozkładu potasu w jej wnętrzu, potwierdza[...]

Electroless encapsulation of LaNi5 powder particles with Ni-P protective layers


  The procedure of obtaining uniform, ca 1 μm thick, electroless nickel layers on 20÷50 μm fraction of LaNi5 powder is described. The deposit thickness results of microscopy observations are in good agreement with calculations based on powder mass gain measurements. The modifi cation solution content and deposition conditions (25 g/L of NiSO4·7H2O, 25 g/L NaH2PO2 and ca 10 g/L CH3COONa, pH = 5.9 and temperature of 80oC) are acknowledged to be optimal for the effi cient LaNi5 powder encapsulation. Keywords: hydride electrodes, LaNi5 corrosion, Ni-P protective layers, EDX analysis Bezprądowa enkapsulacja cząstek proszku LaNi5 za pomocą ochronnych warstw Ni-P Opisano bezprądową procedurę uzyskiwania jednolitych warstw niklowych, o grubościach ok. 1 μm, na proszku LaNi5 (frakcja 20÷50 μm). Wyniki grubości osadzonych warstw uzyskane na bazie obserwacji mikroskopowych są w dobrej zgodności z obliczeniami na podstawie przyrostów masy proszku po enkapsulacji. Skład roztworu modyfi kującego i warunki osadzania (25 g/L of NiSO4·7H2O, 25 g/L NaH2PO2, ca 10 g/L CH3COONa, pH = 5,9 i temperatura roztworu 80oC) uznano za optymalne dla uzyskania efektywnych powłok Ni-P na badanych proszkach Słowa kluczowe: elektrody wodorkowe, korozja LaNi5, warstwy ochronne Ni-P, mikroanaliza EDX 506 Ochrona przed Korozją, ISSN 0473-7733, vol. 56, nr 11/2013 1. Introduction The alloys based on LaNi5 intermetallic compound belong to the group of most effi cient hydrogen storage materials [1-5]. Their particularly spectacular application is in negative electrodes for rechargeable, NiMH type battery systems. The NiMH batteries have high energy densities and are friendly for the environment unlike the conventional batteries containing Cd or Hg. One of the most important disadvantages of LaNi5 based materials is their af[...]

Reproducibility of the galvanostatic charge/discharge characteristics and the accuracy of determining the parameters of hydride electrode


  The accuracy of determination of major parameters characterizing the composite, LaNi4.5Co0.5-based, hydride electrode (containing 0.03 g of active material) has been evaluated on the basis of 6 repetitions of 10-cycle charge/discharge curves. Relative error of discharge capacity decreases a little with electrode cycling and attains values on the level of 6% after 10 cycles. The exchange current density of the H2O/H2 system is charged with an error of 12-15%, irrespectively of cycle number. Material corrosion rate determined in 6 M KOH solution increases with cycling and is charged with ca 15% experimental error. Keywords: hydrogen storage alloy, charge/discharge, standard deviation, hydride capacity, corrosion Odtwarzalność galwanostatycznych charakterystyk ładowania /rozładowania i dokładność wyznaczania parametrów elektrody wodorkowej Na podstawie 6 powtórzeń 10-cyklowych krzywych ładowania/rozładowania zmierzonych dla kompozytowych elektrod na bazie LaNi4.5Co0.5 (zawierających 0,03 g materiału aktywnego) oceniono dokładność wyznaczania podstawowych parametrów charakteryzujących kompozytową elektrodę wodorkową. Błąd względny wyznaczania pojemności rozładowania maleje nieco w miarę cyklowania, przyjmując po 10 cyklach wartości na poziomie 6%. Gęstość prądu wymiany układu H2O/H2 obarczona jest błędem ok. 12-15% (niezależnym od numeru cyklu). Szybkość korozji materiału w 6 M roztworze KOH wzrasta w miarę cyklowania i jest obarczona przeciętnym błędem 15%. Słowa kluczowe: stop magazynujący wodór, ładowanie/rozładowanie, odchylenie standardowe, pojemność wodorkowa, korozja.1. Introduction Uncertainty of the electrochemical hydrogen charge/discharge measurements of the metal hydride storage material is characterized, similarly as any other measurements, by their accuracy and precision [1, 2]. Accuracy is the agreement of measurements with the accepted reference value. Precision is the agreement of individual measurements with each other. Re[...]

Effect of 2% at. of alloying elements: Si, V, Nb, Mo, Ti, Zr or Cu on the corrosion behavior of sintered Nd-Fe-B under conditions of prolonged atmospheric exposure


  The Nd-Fe-B type sinters were exposed to long-term (10 years) atmospheric corrosion which brought about their partial pulverization. The destruction process is markedly inhibited by partial (2 at.%) substitution of Si for Fe but it is strongly accelerated by Ti, Zr or Cu substitutions. A galvanic nature of the sinter damage is postulated. Due to contact with humidity the sinters absorb reversibly hydrogen and there is evident correlation between hydrogen uptake ability and pulverization susceptibility of the Nd-Fe-B based sinters. Keywords: Nd-Fe-B sinters, alloying additions, atmospheric degradation, hydrogen uptake Wpływ 2% at. dodatków stopowych: Si, V, Nb, Mo, Ti, Zr lub Cu na korozyjne zachowanie spieków Nd-Fe-B w warunkach długotrwałej ekspozycji atmosferycznej Długotrwała (10-letnia) ekspozycja atmosferyczna spiekanych materiałów na bazie Nd-Fe-B prowadzi do częściowej pulweryzacji spieków. Podstawienie żelaza niewielką (2% at.) ilością Si wyraźnie hamuje zaś podstawienie za pomocą Ti, Zr lub Cu - znacznie przyśpiesza degradację. Powstałe zniszczenia korozyjne sugerują ich galwaniczny charakter. W wyniku oddziaływania z wilgocią spieki na bazie Nd-Fe-B odwracalnie pochłaniają wodór, przy czym widoczna jest korelacja pomiędzy zdolnością do absorpcji wodoru a podatnością spieków na pulweryzację Słowa kluczowe: spieki Nd-Fe-B, dodatki stopowe, degradacja atmosferyczna, pochłanianie wodoru.1. Introduction It is well known that alloys containing large amounts (~ 30 mass %) of rare earth (RE) elements suffer strongly from corrosion attack in many aggressive environments. Such a behavior of RE containing materials results from high electrochemical activity of RE elements (the standard potentials of RE3+/RE systems are -2.5 to -2.3 V and for RE2O3/RE systems ca -2.0 to -1.8 V [1, 2]). One of the most spectacular applications of RE-based alloys in last 20-30 years is for production of high-coercivity permanent magnets (Nd-Fe-B, Sm-Co et[...]

Alkaline leaching of amphoteric elements from powdered, overstoichiometric hydride material DOI:10.15199/40.2015.11.2

Czytaj za darmo! »

The alkaline preferential dissolution of amphoteric elements from overstoichiometric, powdered hydrogen absorbing material of LaNi4.5Co0.5(AlZnSn)0.35 composition has been studied using ICP AES method. The observations of structure changes of the as received and leached material particles have been studied by XRD and TEM techniques. It has been shown that during 50 h exposure of the powder in 6 M KOH (38oC) over 50% of amphoteric elements are selectively etched from the tested material. At the same time, as a result of etching, the surface layers of powder particles undergo strong development. Keywords: hydride alloy, amphoteric additions, selective leaching, alkaline solution Ługowanie pierwiastków amfoterycznych z nadstechiometrycznego wodorkowego materiału proszkowego w roztworze alkalicznym Metodą ICP AES analizowano preferencyjne wytrawianie pierwiastków amfoterycznych z nadstechiometrycznego materiału wodorochłonnego o składzie LaNi4.5Co0.5(AlZnSn)0.35. Zmiany strukturalne wyjściowych i trawionych cząstek materiału obserwowano za pomocą technik XRD i TEM. Pokazano, że 50-godzinna ekspozycja badanego proszku w 6 M KOH (38oC) prowadzi do selektywnego roztworzenia ponad 50% pierwiastków amfoterycznych obecnych w wyjściowym materiale. Jednocześnie, w wyniku wytrawiania proszku, powierzchnia zewnętrznych warstw cząstek ulega silnemu rozwinięciu. Słowa kluczowe: stop wodorochłonny, dodatki amfoteryczne, selektywne wytrawianie, roztwór alkaliczny 1. Introduction Among requirements most commonly appointed for alloys absorbing atomic hydrogen (in short: hydride alloys) suitable for application in NiMH-type batteries, the most commonly are mentioned: high capacity, good electrochemical catalysis, easy formation, acceptable corrosion resistance, suitable hydrogen equilibrium, long cycle life, small pressure-concentration-temperature hysteresis, and low cost [1, 2]. To ensure desirable properties to hydride materials the alloying of parent [...]

 Strona 1