(La1-yMy)2(Ni1-xCox)7 (M: Ti ve Mg, x: 0-0,2, y: 0-0,5) hidrojen depolama alaşımlarının elektro-deoksidasyon yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of (La1-yMy)2(Ni1-xCox)7 (M: Ti ve Mg, x: 0-0,2, y: 0-0,5) hydrogen storage alloys by electro-deoxidation technique
Yazar: ALANUR BİNAL AYBAR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ANIK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Hidrojen depolanması = Hydrogen storage

Özet:
Bu çalışmada;  A2B7 tipi (La1-yMy)2(Ni1-xCox)7  (M: Ti ve Mg, x: 0-0,2, y: 0-0,5) alaşımlar; sinterlenmiş oksit karışımından sentezlenmiş ve sentezlenen alaşımların elektrokimyasal hidrojen depolama karakteristikleri gözlenmiştir.
1200 °C'de 3 saat süreyle sinterleme, elektrot peletin yeterli gözeneklilik ve mekanik mukavemete sahip olması için optimum koşul olarak belirlenmiştir. Sinterleme sürecinde nem tutan La2O3 yerine nem tutma özelliği olmayan oksitler oluşmaktadır.               X-ışını kırınım çizgileri; La2NiO4'ün, LaNi5 faz oluşumunu başlatan ana La-Ni-O fazı olduğunu göstermiştir. Kimyasal olarak oluşan LaOCl nihai alaşım yapısı elde edilmeden önce alaşımda kalan son oksijen içeren fazdır. Nihai A2B7 tipi alaşım yapısı az miktarda kalıntı LaNi5 ile birlikte uzun süreli elektro-deoksidasyon sonrasında elde edilmiştir.
Sentezlenen alaşımların maksimum deşarj kapasitelerine ulaşılabilmesi için birkaç çevrim aktivasyon gerekmektedir. Gözenekli alaşım yapısının daha yüksek hidrojen depolama kapasitesi için yararlı olduğu gözlenmiştir ve (La1-yMy)2(Ni1-xCox)7 (M: Ti ve Mg, x: 0-0,2, y: 0-0,5 ) alaşımları umut verici deşarj kapasitesi değerlerine sahiptir. Bu çalışmada; La2Ni7, kobalt katkılı La2Ni7 (La2(Ni0,80Co0,20)7), titanyum katkılı La2Ni7 ((La0,95Ti0,05)2(Ni0,80Co0,20)7) ve magnezyum katkılı La2Ni7 ((La0,50Mg0,50)2(Ni0,80Co0,20)7) alaşımlarının maksimum deşarj kapasiteleri sırasıyla 207 mAsg-1, 332 mAsg-1, 330 mAsg-1 ve 379 mAsg-1 olarak elde edilmiştir. En yüksek hidrojen depolama kapasitesine Mg içeren alaşımlarda ulaşılmıştır.

Abstract:
In this study A2B7 type (La1-yMy)2(Ni1-xCox)7  (M: Ti ve Mg, x: 0-0,2, y: 0-0,5) alloys synthesized from the sintered mixture of oxide in the molten electrolyte and the electrochemical hydrogen storage capacities of the synthesized alloys were observed. 
Sintering at 1200 °C for 3h was determined as the optimum condition to have the electrode pellet with enough porosity and mechanical strength. The hydroscopic La2O3 disappeared and non-hydroscopic oxides formed during sintering. The X-ray diffraction peaks indicated that La2NiO4 was the main La-Ni-O phase to initiate the LaNi5 phase formation. LaOCl formed chemically was the last oxygen including phase remained in the alloy before obtaining the final alloy structure. The final A2B7 type alloy structure with small amount of retained LaNi5 was obtained after long term electro-deoxidation. 
The synthesized alloys need few cycles for activation to reach their maximum discharge capacities. The porous alloy structure was beneficial for higher hydrogen storage capacity and it was observed that (La1-yMy)2(Ni1-xCox)7  (M: Ti ve Mg, x: 0-0,2, y: 0-0,5) alloys had promising discharge capacity. In this study, maximum discharge capacities of La2Ni7, Co-containing La2Ni7 (La2(Ni0,80Co0,20)7), Ti-containing La2Ni7 ((La0,95Ti0,05)2(Ni0,80Co0,20)7) and Mg-containing La2Ni7 alloys  ((La0,50Mg0,50)2(Ni0,80Co0,20)7) were obtained as 207 mAhg-1, 332 mAhg-1, 330 mAhg-1 ve 379 mAhg-1, respectively. The highest hydrogen storage capacity was reached in Mg-containing alloys.