Випуски МФіНТ »  Том 48, випуск 8

Вплив додавання LaHx на характеристики водне-акумулювальних стопів на основі TiFe, виготовлених методом порошкової металурґії з участю водню

З. Лю$^{1,2}$, Й. Ванґ$^{1,2}$, Т. Ченґ$^{1,2}$, Й. Сонґ$^{1,2}$, Д. Саввакін$^{1,2,3}$, Н. Лі$^{4}$, О. Івасишин$^{1,2,3}$

$^{1}$Коледж матеріалознавства та інженерії, Цзіліньський університет, КНР-130012 Чанчунь, Китай
$^{2}$Міжнародний центр науки майбутнього, Цзіліньський університет, КНР-130012 Чанчунь, Китай
$^{3}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{4}$Державна лабораторія технологій обробки матеріалів та виготовлення штампів і прес-форм, Хуачжунський університет науки і технологій, КНР-430074 Ухань, Китай

Отримано: 08.07.2026; остаточний варіант - 16.07.2026. Завантажити: PDF

Стопи на основі сполуки TiFe є перспективними матеріялами для твердофазного зберігання Гідроґену завдяки їхній низькій вартості та здатності оборотньо взаємодіяти з Гідроґеном за кімнатної температури. Проте, стандартні порошкові технології виготовлення цих стопів часто призводять до надмірного окиснення поверхні порошків, що перешкоджає активації стопу та понижує здатність накопичувати Гідроґен. У цій роботі стопи на основі TiFe було синтезовано методою порошкової металурґії з використанням наводнених порошків. Щоб зменшити проблему з домішкою Оксиґену, гідрид La (LaHx) був введений як вбирач Оксиґену та пороутворювач. Результати показують, що додавання La відіграє подвійну роль: він реаґує з Оксиґеном, утворюючи стабільні оксиди La, тим самим зменшуючи вміст Оксиґену в основній матриці TiFe, та створює пористу мікроструктуру, яка сприяє перерозподілу Гідроґену всередині матеріялу. Дослідження спеченого стопу за допомогою аналізи O, N, H і рентґенівської дифракції підтверджує, що, хоча загальний вміст Оксиґену збільшується з La-леґуванням, утворення виділень оксиду La зменшує концентрацію Оксиґену, розчиненого в матриці TiFe. Леґований La стоп демонструє чудові активаційні властивості й оборотню водневу місткість (0,96% мас.) за 40оC порівняно з 0,58% мас. для нелеґованого стопу. Це дослідження пропонує можливу стратегію одержання високоефективних стопів на основі TiFe за допомогою економічно ефективного порошкового підходу.

Ключові слова: стоп TiFe, гідрид Лантану, воднева порошкова металурґія, ефект пороутворення, воднева місткість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i08/0775.html

PACS: 61.43.Gt, 61.72.sh, 64.75.Lm, 81.05.Rm, 81.20.Ev, 88.30.R-

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. Z. Li, B. Guan, K. Shu, L. Zhu, T. Zhu, Z. Zhuang, X. Hu, C. Zhu, S. Zhao, J. Chen, J. Gao, H. Dang, L. Zhang, Y. Li, L. Xu, W. Zeng, S. Chen, L. Wang, C. Zhu, J. He, Q. Xian, and Z. Huang, Int. J. Hydrogen Energy, 204: 153160 (2026).
  2. S. Kurbanbekov, M. Skakov, V. Tskhe, Y. Amangeldiyeva, A. Gradoboev, A. Tokezhanov, D. Baltabayeva, and N. Raimzhanova, Metals, 16, Iss. 7: 720 (2026).
  3. W. Fang, C. Ding, L. Chen, W. Zhou, J. Wang, K. Huang, R. Zhu, J. Wu, B. Liu, Q. Fang, X. Wang, and J. Wang, Energy and Fuels, 38, Iss. 15: 13539 (2024).
  4. M. R. Kalibek, A. D. Ospanova, B. Suleimenova, R. Soltan, T. Orazbek, A. M. Makhmet, K. S. Rafikova, and N. Nuraje, Discover Nano, 19: 195 (2024).
  5. T. H. Le, M. P. Kim, C. H. Park, and Q. N. Tran, Materials, 17, Iss. 3: 666 (2024).
  6. P. K. Panigrahi, B. Chandu, M. R. Motapothula, and N. Puvvada, Energy and Fuels, 38, Iss. 4: 2630 (2024).
  7. R. Etezadi, S. Shivaramakrishnan, R. Wang, R. Khalighi, L. Zhao, I. G. Eschrich, F. Aquino, M. Ibrahim, C. Tasser, and T. T. Tsotsis, Industrial Eng. Chem. Research, 65, Iss. 3: 1403 (2026).
  8. R. Murugavel, A. A. Rownaghi, P. A. Webley, and F. Rezaei, Energy and Fuels, 39, Iss. 38: 18251 (2025).
  9. M. G. Nijkamp, J. E. M. J. Raaymakers, A. J. van Dillen, and K. P. de Jong, Appl. Phys. A, 72: 619 (2001).
  10. B. Weinberger and F. D. Lamari, Int. J. Hydrogen Energy, 34: 3058 (2009).
  11. H. Liu, J. Zhang, P. Sun, C. Zhou, Y. Liu, and Z. Z. Fang, J. Energy Storage, 68: 107772 (2023).
  12. Y. Xu, Y. Deng, W. Liu, X. Zhao, J. Xu, and Z. Yuan, Sustainable Energy Technologies and Assessments, 55: 102974 (2023).
  13. E. I. L. Gómez, K. Edalati, F. J. Antiqueira, D. D. Coimbrão, G. Zepon, D. R. Leiva, T. T. Ishikawa, J. M. Cubero-Sesin, and W. J. Botta, Advanced Eng. Mater., 22, Iss. 10: 2000011 (2020).
  14. K. Oishi, S. Takagi, Y. Daikuhara, T. Haraki, H. Uchida, M. Abe, T. Kokaji, and S. Uchida, J. Advanced Sci., 16, No. 2: 46 (2004).
  15. A. Knaislová, P. Novák, J. Kopeček, and F. Průša, Materials, 12, Iss. 19: 3084 (2019).
  16. R. B. Falcão, E. D. C. C. Dammann, C. J. da Rocha, and R. M. L. Neto, Mater. Sci. Forum, 600–661: 329 (2010).
  17. J. Umeda, T. Tanaka, T. Teramae, S. Kariya, J. Fujita, H. Nishikawa, Y. Shibutani, J. Shen, and K. Kondoh, Mater. Sci. Eng. A, 803: 140708 (2021).
  18. A. O. Araoyinbo, F. A. Ishola, E. Y. Salawu, M. B. Biodun, and A. U. Samuel, AIP Conf. Proc., 2437: 020153 (2022).
  19. H. Zhang, Y. Liu, G. Miao, Z. Ma, F. Sun, A. Ju, X. Qu, and P. Li, Chem. Eng. J., 526: 171450 (2025).
  20. J. M. Torralba, Metals, 11, Iss. 10: 1519 (2021).
  21. L. Radmann, A. C. Domingos Dias Moraes, L. V. Biehl, R. M. Lima, B. P. d. Silva, M. C. d. Souza, and J. L. B. Medeiros, Sustainability, 18, Iss. 10: 5065 (2026).
  22. W. J. Yan, Y. B. Tao, and H. Ye, Int. J. Hydrogen Energy, 86: 1154 (2024).
  23. H. Shi, Y. Zhang, Z. Li, F. Gao, X. Wang, Y. Yang, Y. Liu, X. Xiao, F. Fang, and W.-G. Cui, Int. J. Minerals, Metallurgy Mater., 32: 2743 (2025).
  24. H. Liu, J. Zhang, P. Sun, C. Zhou, Y. Liu, and Z. Z. Fang, J. Energy Storage, 55: 105543 (2022).
  25. Z. Chen, L. Luo, Z. Su, W. Liu, F. Zhang, and Y. Huang, Int. J. Hydrogen Energy, 44: 13538 (2019).
  26. M. M. Alam, P. Sharma, and J. Huot, Int. J. Hydrogen Energy, 50: 261 (2024).
  27. Q. Zhao, Z. He, Y. He, Y. Qiu, Z. Wang, and J. Yao, Intermetallics, 162: 108004 (2023).
  28. K. Hiebl, E. Tuscher, and H. Bittner, Chemischer Informationsdienst, 10, Iss. 19: 38 (1979).
  29. M. M. Alam, P. Sharma, and J. Huot, Int. J. Hydrogen Energy, 50: 727 (2024).
  30. X. Wei, W. Chen, X. He, L. Wang, D. Jiao, and Y.-Q. Fu, Int. J. Hydrogen Energy, 208: 153293 (2026).
  31. Z. Hou, S. Guo, X. Zhang, L. Xu, Y. Qi, Y. Zhang, P. Li, and D. Zhao, Int. J. Hydrogen Energy, 136: 469 (2025).
  32. Y. Xu, Y. Zhou, Y. Li, Y. Hao, P. Wu, and Z. Ding, Molecules, 29, Iss. 11: 2451 (2024).
  33. Z. Han, X. Gao, J. Li, Z. Huang, X. Kang, T. Zhai, H. Sun, Z. Yuan, L. Wang, and X. He, Int. J. Hydrogen Energy, 239: 155454 (2026).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 1979 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»