Mg-esaslı hidrojen depolayıcı malzemelerin mekanik alaşımlandırma yöntemi ile üretilmesi ve depolama özelliklerine üretim koşullarının etkisi
Preparation of Mg-based hydrogen storage materials by mechanical alloying and the effect of milling conditions on the hydrogen storage properties
Yazar: HAKAN GAŞAN
Danışman: PROF. DR. Y. MACİT YAMAN ; YRD. DOÇ. DR. OSMAN NURİ ÇELİK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Enerji = Energy ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Hidrojen depolanması = Hydrogen storage ; Magnezyum alaşımları = Magnesium alloys ; Mekanik alaşımlama = Mechanical alloying

Özet:
Bu çalışmada MgH2 tozu, katkı malzemesi olmadan ve ağırlıkça %5 V, Nb, Ti ve Grafit katkı malzemeleri ile öğütülmüştür. Öğütülen tozların karakterizasyonu, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışınları difraksiyon cihazı (XRD), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve yüzey alanı ölçüm cihazı (BET) cihazı kullanılarak yapılmıştır. Öğütmenin MgH2 tozunun hidrojen geri bırakım sıcaklığında etkili olduğu ve 2 saat öğütme ile MgH2 tozunun hidrojen geri bırakım sıcaklığının ? 60 ? C düştüğü tespit edilmiştir. Hidrojen geri bırakım sıcaklığı ile öğütmeyle meydana gelen yapısal değişimlerin ilişkili olduğu ortaya çıkarılmıştır. Özellikle, tozların partikül boyutunun azalmasının hidrojen geri bırakım sıcaklığının düşüşünde etkili olduğu görülmüştür. İlavelerle yapılan öğütmede de partikül boyutunun hidrojen geri bırakım sıcaklığına etkisi bulunmuştur.320 ? C, 340 ? C ve 360 ? C sıcaklıklarda volümetrik cihaz kullanılarak yapılan hidrojen depolama deneyleri sonucunda, öğütmenin MgH2 tozunun hidrojen emilim ve geri bırakım kinetiğini iyileştirdiği görülmüştür. Katkı malzemeleri ile yapılan öğütmeler sonucunda daha yüksek iyileştirici etki elde edilmiştir. Katkı maddeleriyle ya da katkı olmaksızın yapılan öğütmenin MgH2'ün termodinamik özelliklerini değiştirmediği, aktivasyon enerjisini ise düşürdüğü görülmektedir.

Abstract:
In this study, pure MgH2 powders and MgH2 powders added with wt.5% of V, Nb, Ti and Graphite were mechanically milled. The milled powders were characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimeter (DSC) and surface area measurement unit (BET). The effect of mechanical milling on the hydrogen desorption temperature and the drop of ? 60 ? C of desorption temperature were found. Correlation between hydrogen desorption temperature and structural properties was clarified. Especially, a profound effect of the decreasing of the powder particle size on the decreasing of the hydrogen desorption temperature was observed. It is also observed that for mechanically milled powders with additives, an apparent effect of the powder particle size on the hydrogen desorption temperature.After the hydrogen storage experiments were carried out in a Sievert?s type apparatus at 320 ? C, 340 ? C and 360 ? C, it was found that mechanical milling improve the hydrogen sorption kinetics. It was obtained that the mechanical milling with additives gives much better sorption kinetics than the mechanical milling o pure MgH2. Thermodynamic properties of MgH2 were not altered by milling with or without additives, while the activation energy for desorption was reduced.