研究生: |
徐偉竣 Hsu Wei-chun |
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論文名稱: |
微量鈀添加改善鎂基儲氫材料之性質研究 Improving Hydrogen Storage Characteristics of Mg-based materials by slightly adding of Pd catalyst |
指導教授: |
陳建瑞
Chen Jiann-Ruey |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工學院 - 材料科學工程學系 Materials Science and Engineering |
論文出版年: | 2005 |
畢業學年度: | 93 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 65 |
中文關鍵詞: | 儲氫材料 、高能球磨 、機械合金 、X光繞射 、掃描式電子顯微鏡 |
外文關鍵詞: | hydrogen storage materials, high-energy ball milling, mechanical alloying, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) |
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本論文著重在增進金屬儲氫合金的儲氫性質,並比較其優劣。我們利用高能機械球磨法製作Mg+FeTi合金,並添加Pd當催化劑來改善其儲氫性質。我們測試了添加0.1wt% ∼ 5wt% 微量比例Pd的合金樣本,在50℃與150℃下比較其kinetics儲氫能力的差別,並在50℃與250℃測量其PCT曲線。測量結果發現Pd對於鎂有相當優異的催化效果,不僅改善了鎂的儲氫速率,也降低了儲氫的需求溫度。Pd5%的樣本在150℃下可以達到4.3wt%的儲氫量。這裡也測試了改變FeTi多寡與性質,看看其與Mg形成的合金是否有不一樣的儲氫表現。實驗結果發現30wt%比例的Arc melting FeTi合金添加至Mg中是各比例中最佳的結果。另一方面我們也分6hrs, 12hrs, 18hrs的球磨時間去探討同樣的樣品在不同的球磨時間下是否會改善其儲氫性質。結果發現球磨時間的增長能大幅改Mg-FeTi-Pd合金的初期儲氫速率,150℃樣品只需要半小時的時間就能達到90%的最大儲氫量,顯示出其優異的效果。遺憾的是,在樣本的PCT量測方面,放氫部分還是需要超過200℃的溫度,Pd的添加雖然改善了吸氫特性,但是對於放氫似乎沒有太大幫助。另外,從我們拍攝的SEM的圖中,可以觀察到樣品吸放氫過後與添加不同催化劑造成其微結構顯著的改變。而從XRD繞射成分分析中也探討了儲氫性質與其之間的關係。
Pd在鎂系合金中的儲氫效果,主要在於Pd能有效降低氫分子的分離能,不但提升了吸氫的速率,所需的吸氫溫度也大幅降低。另外以球磨的方法來製作合金,可以得到非常微小的粉末粒子,且粒子多呈現不規則的形狀,使得金屬曝露在氫氣狀態下的表面積提升,對於儲氫的速度有非常大的影響。
In this paper, we investigated the hydrogen storage properties of Mg + FeTi alloy with slightly Pd catalyst adding. The powder was prepared by high-energy ball milling under the argon atmosphere. In the different compositions of Pd ranged from 0.1% ~ 5%, the results showed the improving hydrogen absorption kinetics and higher storage capacities at 50℃ and 150℃ respectively. We also compared the different milling time of Mg alloys, better hydrogen storage characteristics were achieved with increasing milling times, which results from finer particle sizes and more structure defects.
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