Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Bahrami,Mehdi Alizadeh
عباس بهرامی (استاد راهنما) مهدی علی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Pedram Haghighat
پدرام حقیقت

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Investigation of the effect of Titanium and Multi-walled carbon nanotubes on Ni-Al intermetallic composition for hydrogen storage
Hydrogen storage is of great importance today as a source of clean and renewable energy. Adsorption on surface adsorbents is one of the effective methods in this storage. Suitable adsorbents suggested include metal hydrides and carbonaceous materials. Recently, nanostructured carbon compounds such as graphite, carbon nanotubes, and graphene have been used to store hydrogen due to their high surface area and high porosity, which have a higher storage capacity and a higher rate of hydrogenation and dehydrogenation. The bond between the carbon atoms here is covalent and very strong. Therefore, carbon materials are very strong. On the other hand, in order to increase the amount of adsorption energy and increase hydrogen storage, intermetallic compounds with other intermediate metals and their alloys can be created using traort metals such as titanium, nickel and vanadium. Transfer metals such as titanium have received more attention than other transfer metals due to the formation of stronger and stronger bonds with hydrogen and titanium hydride. In this research, Ni-Al intermetallic compound is formed by mechanical alloying method and then titanium powder is added during each step and the amount of aluminum powder is reduced and then sampled to finally reach Ni-Ti intermetallic compound. Finally, in order to further increase hydrogen adsorption, samples are formed by nanocomposite mechanical alloying with carbon nanotube powder and then microstructure changes, hydrogen adsorption and desorption behavior and specific surface area of ??the compounds using X-ray diffraction, electron microscopy, surface analysis and Are specially examined. key words Hydrogen storage, metal hydride, carbon nanotubes, hydrogen adsorption and desorption
امروزه ذخیره­سازی هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر اهمیت بالایی دارد. جذب بر جاذب­های سطحی از روش­های موثر در این ذخیره­سازی است. از جمله جاذب­های مناسب پیشنهادی هیدریدهای فلزی و مواد کربنی می­باشند. اخیراً ترکیبات کربنی نانوساختار مثل گرافیت، نانو لوله­های کربنی و گرافن بعلت سطح زیاد و تخلخل فراوان برای ذخیره هیدروژن استفاده می­شوندکه دارای ظرفیت بالاتری برای ذخیره بوده و سرعت هیدروژنه شدن و هیدروژن­زدایی بالاتری نیز دارند. پیوند بین اتم های کربن در اینجا کوالانسی بوده و بسیار محکم است. بنابراین مواد کربنی استحکام بسیار زیادی دارند. از طرفی بمنظور افزایش میزان انرژی جذب و افزایش ذخیره­سازی هیدروژن می­توان با استفاده از فلزات انقالی مانند تیتانیم، نیکل و وانادیم، ترکیبات بین­فلزی با دیگر فلزات واسطه و آلیاژهای آن­ها ایجاد نمود. فلزات انتقالی از جمله تیتانیم بعلت تشکیل پیوند بیشتر و مستحکم­تر با هیدروژن و ایجاد هیدرید تیتانیم، نسبت به دیگر فلزات انقالی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. پژوهش­هایی که قبلا روی هیدرید­ها و دیگر ترکیبات ذخیره کننده هیدروژن انجام گرفت باعث شد تا بعلت سطح و انرژی پیوند کمتر آن­ها نسبت به مواد کربنی، آن­ها را با مواد کربنی مخصوصا نانوله­های کربنی تقویت و تشکیل نانوکامپوزیت دهند. پژوهش­ها ابتدا رو سطح نانولوله­های کربنی انجام گرفت و میزان ذخیره­سازی هیدروژن در سطح آن مشخص شد بعلت ذخیره­سازی کم و انرژی پیوند کم بین کربن و هیدروژن، نانولوله­های کربنی توسط فلزات قلیایی ، قلیایی خاکی و فلزات انتقالی آلاییده شد و سپس تحت آزمایشات جذب و واجذب هیدروژن قرار گرفت و مشاهده شد نانولوله­های کربنی آلاییده شده نسبت به نانولوله­های کربنی اولیه دارای ظرفیت ذخیره­سازی حجمی و جرمی بالایی است. در این پژوهش ترکیب بین­فلزی i-Alبروش آلیاژسازی مکانیکی تشکیل و سپس طی هر مرحله پودر تیتانیم اضافه و از مقدار پودر آلومنیوم کاسته و سپس نمونه­برداری می­شوند تا در پایان به ترکیب بین فلزی Ni-Ti برسیم. درپایان بمنظور افزایش بیشتر جذب هیدروژنی ،توسط آلیاژسازی مکانیکی نانوکامپوزیت نمونه­ها با پودر نانولوله کربنی تشکیل می­شوند و سپس تغییرات ریزساختار ، رفتار جذب و واجذب هیدروژن و سطح ویژه ترکیبات با استفاده از آزمون­های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپی الکترونی ، آنالیز سیورت و سطح ویژه مورد بررسی قرار می­گیرند. کلمات کلیدی ذخیره­سازی هیدروژن، هیدرید فلزی، نانولوله کربنی، جذب و واجذب هیدروژن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی