Низкотeмпературная сорбция водорода пористым углеродным материалом, содержащим нанокластеры палладия

Анотація

У температурному інтервалі 8–290 К досліджено сорбцію ізотопів водню композитним наноструктурним вуглецевим матеріалом, що містить кластери паладію із середнім розміром 3–5 нм. Дослідження показали, що сумарна кількість сорбованого водню сильно залежить від методики виготовлення композиту і становить 2–4,5% маси зразка. У кінетиці сорбції та десорбції водню композитом виділено два процеси з характерним часом, які відрізняються більш ніж на порядок. Відносно швидкий процес, вірогідно, відповідав заповненню молекулами водню порожнин вуглецевої матриці, більш тривалий процес — дифузії водню в кристалічну решітку нанокластерів паладію. У температурних залежностях коефіцієнтів дифузії водню і дейтерію в композитних зразках спостерігалися дві температурні області: вище 60 К значення енергії активації дифузії в зразку, що містив нанокластери паладію, більш ніж у два рази перевищували значення, які були отримані для чистої вуглецевої матриці. Нижче 60 К коефіцієнти дифузії дейтерію в чистій вуглецевій матриці слабко залежать від температури, тоді як у разі дифузії водню і дейтерію в нанокластери паладію зміна характеру температурної залежності спостерігалася за нижчої температури (~ 30 К), причому нижче цієї температури енергія активації зменшилася приблизно на порядок.