Stability of magnesium-based nanoparticles for hydrogen storage
Datum: 21 februari 2011
Promoties: dhr. G. Krishnan, 14.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5,
Groningen
Proefschrift: Stability of magnesium-based nanoparticles for hydrogen
storage
Promotor(s): prof.dr.ir. B.J. Kooi, prof.dr. J.T.M. de Hosson
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Stabielere magnesium nanodeeltjes
Het belangrijkste doel van het proefschrift van Gopi Krishnan was het
analyseren en begrijpen van de structurele veranderingen die optreden
in magnesium nanodeeltjes tijdens waterstofabsorptie/-desorptie en
warmtebehandelingen.
Tijdens het onderzoek werd Krishnan geconfronteerd met de thermische
instabiliteit van de magnesium nanodeeltjes. Nanodeeltjes met
afmetingen tussen de 10 en 50 nm bleken gevoelig voor verdamping en de
vorming van interne holtes. Slechts de MgO schil van ongeveer 3 nm dik
blijft achter na verhitting gedurende een aantal uur bij 300 graden
celsius. Cruciaal is dat bij het verkleinen van de nanodeeltjes de
verdamping van magnesium wordt versneld omdat kleinere nanodeeltjes een
hogere dampdruk hebben.
Verschillende strategieën zijn onderzocht die de thermische stabiliteit
van magnesium nanodeeltjes verhogen:
(i) Toevoeging van koper voorkomt vorming van holtes tijdens de
productie van de nanodeeltjes en vermindert de verdamping van magnesium
tijdens warmtebehandelingen;
(ii) Het vormen van een legering kan Mg verdamping voorkomen; Mg met Ni
vormt thermisch stabiele MgNi nanodeeltjes met een Ni schil die
voorkomt dat Mg verdampt tijdens warmtebehandelingen;
(iii) Het bedekken van magnesium nanodeeltjes met een titaanfilm
onderdrukt de verdamping van magnesium tijdens warmtebehandelingen.
Daarnaast werd ontdekt hoe de aanwezigheid van zuurstof in de MgO-schil
rond de Mg-kern zeer cruciaal is voor de stabiliteit van de magnesium
nanodeeltjes. De toevoeging van titaan aan het magnesium sputtertarget
vermindert de grootte(verdeling) van magnesium nanodeeltjes en
verkleint de dikte van de beschermende MgO schil rond nanodeeltjes
kleiner dan 10 nm. Het gevolg is dat de verdamping van magnesium wordt
versneld en er een lege MgO schil overblijft.
Gopi Krishnan (India, 1981) studeerde Materials Science aan de Anna
University in Madras. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Zernike
Institute for Advanced Materials van de RUG .
Laatst gewijzigd: 15 februari 2011 12:07
Rijksuniversiteit Groningen