Wyniki 11-20 spośród 60 dla zapytania: authorDesc:"HENRYK BALA"

Wpływ warunków ładowania katodowego na efektywność pochłaniania wodoru przez kompozytową elektrodę proszkową LaNi5


  Scharakteryzowano zdolność do pochłaniania wodoru przez kompozyt proszkowy LaNi5, przy dwu wybranych gęstościach prądu katodowego i zachowaniu tej samej gęstości ładunku. Galwanostatyczne pomiary ładowania/ rozładowania wskazują zarówno na wzrost gęstości prądu wymiany jak i na wzrost efektywności pochłaniania wodoru przez kompozyt proszkowy LaNi5 jako skutek cyklowania. Największa pojemność rozładowania kompozytowej elektrody proszkowej LaNi5 wynosi około 39 mA·h/g dla prądu ładowania 0,5C, co stanowi 10% wartości teoretycznej. Słowa kluczowe: kompozyt LaNi5, efektywność pochłaniania wodoru, gęstość prądu katodowego Effect of cathodic charging on hydrogen absorption effi ciency of LaNi5 powder composite electrode The hydrogen absorption ability of LaNi5 powder composite at two cathodic current densities with the same amount of total charge density have been investigated. The galvanostatic charge/ discharge measurements indicate both on the increase of the exchange current density and on the increase of the hydrogen absorption effi ciency of LaNi5 powder composite with cycling. The highest discharge capacity of LaNi5 powder composite is about 39 mA·h/g at 0.5C charge current, which is 10% of the theoretical value. Keywords: LaNi5 composite, effi ciency of hydrogen absorption, cathodic current density ochrona przed korozja 7/2011 1. Wstęp Najbardziej znanym związkiem międzymetalicznym znajdującym zastosowanie do akumulacji wodoru jest LaNi5, którego 1 mol może pochłonąć około 6 moli atomowego wodoru przy ciśnieniach cząstkowych H2 rzędu kilku atmosfer [1]. W stopie LaNi5, wodór może występować jako roztwór stały wodoru (faza α) lub jako wodorek (faza β) [2,3]. Stopień wnikania wodoru z fazy gazowej określany dla stopów na bazie LaNi5 nie zawsze jest zbieżny z odpowiednią wartością uzyskaną w procesie elektrochemicznym, przebiegającym w alkalicznym roztworze wodnym. Rozpuszczalność wodoru z fazy gazowej [...]

Ocena stopnia degradacji korozyjnej ujemnej elektrody ogniwa NiMH w oparciu o galwanostatyczne krzywe ładowania/rozładowania


  W pracy wykonano cykliczne galwanostatyczne krzywe ładowania/rozładowania dla kompozytowej elektrody proszkowej LaNi5 + Ni spajanej żywicą termoutwardzalną. Przebieg chronopotencjometrycznych krzywych katodowych umożliwił ocenę stopnia rozwinięcia powierzchni wywołanego wodorowaniem i umożliwił wskazanie kolejnych etapów redukcji faz tlenkowych materiału elektrody. Pokazano, że w cyklu rozładowania utlenieniu ulega ok. 1% materiału elektrody. Słowa kluczowe: LaNi5, elektroda wodorkowa, ładowanie/rozładowanie, redukcja faz tlenkowych Evaluation of corrosion degradation of negative electrode of NiMH battery on the basis of galvanostatic charge/discharge curves Cyclic galvanostatic charge/discharge curves for LaNi5 + Ni - powder, thermo-setting epoxy-resin bonded composite electrode have been measured in the present paper. Plots of the cathodic chronoammetric curves allowed evaluation of electrode surface development as a result of hydrogenation and indicated consecutive stages of reduction of electrode material oxide phases. It has been shown that ca 1% of electrode material undergo oxidation during discharge cycle. Keywords: LaNi5, hydride electrode, charge/discharge, oxide phases reduction ochrona przed korozja 7/2011 1. Wstęp W ostatnich latach ogniwa wodorkowe (NiMH) znajdują coraz powszechniejsze zastosowanie dzięki dużym pojemnościom prądowym, dobrej trwałości eksploatacyjnej a także z uwagi na względy ekologiczne i ekonomiczne [1-3]. Obecnie czynione są próby nad dalszą poprawą efektywności i niezawodności ich elektrod ujemnych, najczęściej poprzez modyfi kację ich składu chemicznego i struktury. Najpopularniejszym materiałem elektrod ujemnych jest związek międzymetaliczny LaNi5 i inne stopy na jego bazie. Istotnym ograniczeniem eksploatacyjnym ogniw NiMH jest znaczna aktywność termodynamiczna lantanu (bądź innych metali ziem rzadkich używanych jako podstawniki tego pierwiastka). W silnie zasadowych środowiskach st[...]

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[...]

Effect of cycling on oxidation/reduction time periods of hydride electrode active material


  The effects of cycling on LaNi4.5Co0.5 hydrogen storage material oxidation (during electrode discharge) and reduction of its corrosion products (during charge process) are discussed. The time periods of the Ni and Co oxidation considerably decrease, whereas corresponding oxide phases reduction somewhat increase with electrode cycling. As a result, material corrosion rate increases with cycling with apparent tendency to settle down for fi nal cycles. Keywords: hydrogen electrosorption, LaNi5-type alloy, powdered material, charge/discharge, cycling, corrosion rate Wpływ cyklowania na przedziały czasu utleniania/redukcji materiału aktywnego elektrody wodorkowej Dyskutowany jest wpływ cyklowania materiału wodorochłonnego LaNi4.5Co0.5 na jego utlenianie (podczas rozładowywania elektrody) i redukcję powstałych (podczas procesu ładowania) produktów korozji. Przedziały czasu odpowiadające utlenianiu Ni i Co maleją wyraźnie, natomiast czasy redukcji odpowiednich faz tlenkowych wzrastają w niewielkim stopniu wskutek cyklowania elektrody. W efekcie, szybkość korozji materiału wzrasta z numerem cyklu, z pewną tendencją do ustalenia na stałym poziomie dla cykli końcowych Słowa kluczowe: elektrosorpcja wodoru, stop typu LaNi5, materiał proszkowy, ładowanie/rozładowanie, cyklowanie, szybkość korozji.1. Introduction In series of some latest papers of our group [1-4] the corrosion processes of LaNi5-based powder composite alloys were thoroughly investigated using charge/discharge galvanostatic technique. The LaNi5 intermetallic compound is a parent material of a broad family of hydrogen storage alloys which are able to absorb large quantities of hydrogen. This unique feature is widely utilized for manufacturing of negative electrodes of multiply (over 400 cycles) rechargeable NiMH type batteries. The repeated charge/discharge cycles are prone to the structural- and chemical degradation of the electrode material and, thus, deterioration of its propert[...]

Evaluation of hydride electrode parameters at different discharge rates DOI:10.15199/40.2015.5.6


  The effects of hydride electrode discharge rate on its discharge capacity and exchange current density of H2O/H2 system are discussed. The LaNi4.5Co0.5 hydrogen storage alloy has been applied as the powder composite electrode active material. In all experiments the electrode was being galvanostically charged with a medium rate of -0.5 C. For electrode discharging, low rates of hydrogen oxidation (idisch ≤ 0.35 C) have been applied. It is shown that for idisch between 0.1 C and 0.35 C the electrode material capacity linearly increases with discharge rate decrease. Similarly, soft discharge conditions favor increase of H2O/H2 exchange currents. Keywords: hydrogen storage alloy, discharge capacity, charge /discharge rate, exchange current density Ocena parametrów elektrody wodorkowej dla różnych szybkości rozładowania Dyskutowany jest wpływ szybkości rozładowywania elektrody wodorkowej na jej pojemność prądową i gęstość prądu wymiany układu H2O/H2. Jako materiał aktywny kompozytowej, proszkowej elektrody wodorkowej wybrano stop LaNi4.5Co0.5. We wszystkich eksperymentach elektrodę ładowano galwanostatycznie ze stałą, umiarkowaną szybkością, równą -0,5 C. Do rozładowywania zastosowano niskie prądy utleniania wodoru (idisch ≤ 0.35 C). Pokazano, że w zakresie gęstości prądów rozładowania 0,1 C do 0,35 C pojemność prądowa materiału liniowo wzrasta ze spadkiem szybkości rozładowania. Podobnie, łagodne warunki rozładowania sprzyjają wzrostowi prądu wymiany układu H2O/H2. Słowa kluczowe: stop magazynujący wodór, pojemność prądowa, ładowanie/rozładowanie, gęstość prądu wymiany.1. Introduction In previous papers of our team we have shown that meticulous analysis of galvanostatic charge/discharge curves makes it possible to determine numerous functional parameters of hydride electrodes [1-8]. By analyzing the charging curves it is possible to determine the time of the reduction of oxide phases formed during preceding discharge stage [1-5][...]

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[...]

Effect of surface modification of the LaNi4.5Co0.5 powder with thin silicon film on the electrochemical performance of composite hydride electrode DOI:10.15199/41.2017.4.6


  Surface of LaNi4.5Co0.5 hydride alloy powder has been modified by magnetron sputtering using silicon target. The process of composite electrodes cycling at -0.5 C/+0.5 C charge/discharge rates has been carried out in 6 M KOH throughout 40 cycles at ambient temperature. Deposition of thin Si films on the active powder improves its hydrogenation kinetics: the exchange current densities of H2O/H2 system are 5÷10% greater on the modified electrode. After some initial cycles, logarithm of discharge capacity linearly decreases with the number of cycles. For powders modified with silicon films, the slope of rectilinear segment of log Qdisch = f(N) relationship is 2.5 times lower than that for unmodified powder. The presence of Si film evidently decreases the electrode corrosion rate and prolongs the electrode half decay cycle number. Key words: intermetallic alloy, corrosion rate, magnetron sputtering, charge/discharge, Si thin films Powierzchnię sproszkowanego stopu wodorochłonnego LaNi4,5Co0,5 modyfikowano poprzez rozpylanie jonowe z użyciem targetu krzemowego. Proces cyklowania kompozytowych elektrod przeprowadzono z szybkościami -0.5 C/+0.5 C w 6M roztworze KOH w temperaturze otoczenia dla 40 cykli ładowania/rozładowania. Warstwy napylone poprawiają kinetykę elektrosorpcji wodoru przez proszek aktywny, gdyż w ich obecności gęstość prądu wymiany układu H2O/H2 wzrasta o 5÷10%. Po kilku początkowych cyklach logarytm pojemności rozładowania elektrod liniowo maleje z liczbą cykli. Dla proszków modyfikowanych warstwą krzemu, nachylenia liniowych odcinków zależności log Qdisch = f(N) są 2,5 raza mniejsze niż dla proszku wyjściowego. Obecność filmu Si wyraźnie zmniejsza szybkość korozji elektrody i wydłuża cykl połówkowy jej degradacji korozyjnej. Słowa kluczowe: stop międzymetaliczny, szybkość korozji, rozpylanie magnetronowe, ładowanie/rozładowanie, cienka warstwa Si 1. Introduction Rare earth-transition metal type hydrogen storage all[...]

High rate dischargeability of hydride electrode modified with magnetron sputtered MCrFeCoNi (M = V or Mn) coatings DOI:10.15199/40.2018.8.3

Czytaj za darmo! »

1. Introduction Nickel - metal hydride (Ni/MH type) rechargeable batteries have attracted a wide range of research interest because of good cyclic stability, easy activation ability and environmental friendliness [10,13,20,25,26,29,30]. As hydrogen storage material the alloys based on LaNi5 compound are most often applied for battery negative electrodes. However, discharge capacity decreases for these electrodes with cycling due to the alloy pulverization and oxidation of its constituents in strongly alkaline environment [11,15]. Surface modification of hydrogen storage compounds is an effective way to improve such electrochemical properties of hydride electrodes as hydrogen capacity, exchange current density of H2O/H2 system and their cycle life [3,7,12,18]. Among modification methods of surface layers manufacturing on powder particles the magnetron sputtering technology seems to be particularly promising. It allows to produce thin (up to 1μm thick) multimetallic, catalytic layers on active material substrates. High entropy alloys (HEAs) can be effectively used as targets in magnetron sputtering process. Constituents of HEAs can consist of metals improving anticorrosion-, catalytic,- mechanical- and exploitation properties of hydrogen storage particles. The HEAs contain at least five main components in an atomic ratio of 5 to 35%. They have higher entropy of mixing compared to traditional alloys. These alloys possess a number of attractive properties useful for surface modification such as: good thermal stability [16], high hardness and strength [4,5] as well as resistance to oxidation and corrosion [9,14,21,22]. The high rate discharge ability (HRD) is regarded as one of the most important indicators to characterize a hydride electrode exploitation properties. HRD of the electrode alloys are closely related to the electrode material charge-transfer ability and the atomic hydrogen diffusivity [24]. For unmodified LaNi4.5C[...]

« Poprzednia strona  Strona 2  Następna strona »