Вплив газових молекул з атмосфери на абсорбцію водню нанокристалічними пористими (V, 10 ат.% Ti)N$_{x}$ плівками

В. В. Власов$^{1}$, О. Г. Гугля$^{1}$, Ю. О. Марченко$^{1}$, О. С. Солопіхіна$^{1}$, Є. Н. Зубарєв$^{2}$

$^{1}$Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна
$^{2}$Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Фрунзе, 21, 61002 Харків, Україна

Отримано: 29.12.2015; остаточний варіант - 21.01.2016. Завантажити: PDF

У роботі на прикладі нанокристалічного тонкоплівкового нітриду ванадію (V, 10 ат.% Ti)N$_{x}$ досліджено закономірності впливу газових молекул із залишкової атмосфери усередині вакуумної камери на термодинамічні та гравіметричні характеристики пористих абсорбентів водню. Показано, що відкрита пориста структура нанокристалічних тонких плівок активно абсорбує не тільки молекули водню, але й більш великі молекули. Насичення воднем за 20°C призводить до того, що досить велика доля газових молекул із залишкової атмосфери виявляється заблокованою усередині пор. Внаслідок цього зменшується абсорбційна місткість матеріалу (не більше 3 ваг.%) і збільшується температура десорбції водню (500°C). Високотемпературна активація нанопористої структури та насичення воднем за температури 250°C сприяють зниженню температури десорбції до 275°C і збільшенню гравіметричної місткості до 7 ваг.%.

Ключові слова: нанокристалічна структура, тонкі плівки, йонно-стимульоване осадження, водень, абсорбція, накопичення.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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