Влияние газовых молекул из атмосферы на абсорбцию водорода нанокристаллическими пористыми (V, 10 ат.% Ti)N$_{x}$ плёнками

В. В. Власов$^{1}$, А. Г. Гугля$^{1}$, Ю. А. Марченко$^{1}$, Е. С. Солопихина$^{1}$, Е. Н. Зубарев$^{2}$

$^{1}$Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины, ул. Академическая, 1, 61108 Харьков, Украина
$^{2}$Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», ул. Фрунзе, 21, 61002 Харьков, Украина

Получена: 29.12.2015; окончательный вариант - 21.01.2016. Скачать: PDF

В работе на примере нанокристаллического тонкоплёночного нитрида ванадия (V, 10 ат.% Ti)N$_{x}$ исследованы закономерности влияния газовых молекул из остаточной атмосферы внутри вакуумной камеры на термодинамические и гравиметрические характеристики пористых абсорбентов водорода. Показано, что открытая пористая структура нанокристаллических тонких плёнок активно абсорбирует не только молекулы водорода, но и более крупные молекулы. Насыщение водородом при 20°C приводит к тому, что достаточно большая доля газовых молекул из остаточной атмосферы оказывается заблокированной внутри пор. Вследствие этого уменьшается абсорбционная ёмкость материала (не более 3 вес.%) и повышается температура десорбции водорода (500°C). Высокотемпературная активация нанопористой структуры и насыщение водородом при температуре 250°C способствуют понижению температуры десорбции до 275°C и увеличению гравиметрической ёмкости до 7 вес.%.

Ключевые слова: нанокристаллическая структура, тонкие плёнки, ионно-стимулированное осаждение, водород, абсорбция, накопление.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i03/0353.html

PACS: 68.37.Hk, 68.43.Mn, 68.43.Nr, 73.63.Bd, 81.07.Bc, 81.15.Jj, 88.30.rd


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. V. Bryk, A. Guglya, M. Litvinenko, I. Marchenko, E. Melnikova, I. Sassa, and R. Vasilenko, Radiat. Eff. Defects S, 166, Iss. 4: 282 (2011). Crossref
  2. В. Брык, Р. Василенко, А. Гончаров, Т. Григорова, А. Гугля, В. Колобродов, М. Литвиненко, И. Марченко, Е. Мельникова, И. Сасса, Поверхность. Рентгеновские, синхронные и нейтронные исследования, № 6: 66 (2011).
  3. A. Goncharov, A. Guglya, and E. Melnikova, Int. J. Hydrogen Energy, 37: 18061 (2012). Crossref
  4. L. Johnson, M. Dresser, and E. Donaldson, J. Vac. Sci. Technol., 9: 857 (1972). Crossref
  5. S. Ko and L. Schmidt, Surf. Sci., 47: 557 (1975). Crossref
  6. A. Pryde and C. Titcomb, Trans. Faradey Soc., 65: 2758 (1969). Crossref
  7. E. Fromm and H. Uchida, J. Less-Common Met., 66: 77 (1979). Crossref
  8. H. Wenzl, K. Klatt, P. Meuffets, and K. Papathanassopoulos, J. Less-Common Met., 89, Iss. 2: 489 (1983). Crossref
  9. K. Papathanassopoulos and H. Wenzl, J. Phys. F. Met. Phys., 12: 1369 (1982). Crossref
  10. H. Uchida and E. Fromm, J. Less-Common Met., 95: 139 (1983). Crossref
  11. О. М. Барабаш и Ю. Н. Коваль, Структура и свойства металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  12. E. Lee, J. M. Lee, J. H. Koo, W. Lee, and T. Lee, Int. J. Hydrogen Energy, 35: 6984 (2010). Crossref
  13. M. Singh, Int. J. Hydrogen Energy, 21: 223 (1996). Crossref
  14. G. Reisfeld, N. Jisrawi, M. Ruckman, and M. Strongin, Phys. Rev. B, 53: 4974 (1996). Crossref
  15. Л. Палатник, П. Черемской, М. Фукс, Поры в плёнках (Москва: Энергоиздат: 1982).
  16. В. И. Одолевский, ЖТФ, 21, № 6: 667 (1951).
  17. C. A. Neugebauer and M. B. Webb, J. Appl. Phys., 33: 74 (1962). Crossref
  18. A. Gringoz, N. Glandut, and S. Valette, Electrochem. Commun., 11: 2044 (2009). Crossref
  19. H. Ding, X. Fan, C. Li, X. Liu, D. Jiang, and Ch. Wang, J. Alloys Compd., 551: 67 (2013). Crossref