Випуски УФМ »  Том 16, випуск 2

Абсорбція водню тонкими плівками

В. В. Власов, О. Г. Гугля, Ю. О. Марченко, О. С. Мельникова

Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна

Отримана: 16.03.2015. Завантажити: PDF

У даному огляді систематизовано результати досліджень закономірностей абсорбції водню до концентрацій у $\cong$ 7 ваг.% тонкими плівками маґнію, ніобію та ванадію. Продемонстровано особливі відмінності формування гідридів в одно- та багатошарових плівках. Показано, яким чином такі властивості як електроопір й оптична прозорість, міряні на тонких плівках, можуть корелювати з процесами утворення гідридів. Проаналізовано можливість поліпшення кінетичних і термодинамічних характеристик тонких плівок шляхом формування нанокристалічної структури та введення каталізаторів. Сформульовано принципи та наведено результати зі збільшення гравіметричної місткости ванадію (ніобію) шляхом створення на його основі нанопористих тонкоплівкових структур.

Ключові слова: водень, абсорбція, тонкі плівки, нанопористі структури.

PACS: 73.61.At, 78.40.-q, 78.67.Rb, 79.60.Jv, 81.07.Bc, 81.15.Jj, 88.30.rd

Citation: V. V. Vlasov, O. G. Guglya, Yu. O. Marchenko, and O. S. Melnikova, Absorption of Hydrogen by Thin Films, Usp. Fiz. Met., 16, No. 2: 85—117 (2015) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.16.02.085

Цитована література (69)  
  1. J. H. Kunstler, The Long Emergency: Surviving the End of Oil, Climate Change, and Other Converging Catastrophes of the Twenty-First Century (New York: Grove Press: 2009), p. 300.
  2. Targets for On-Board Hydrogen Storage Systems: Current R&D Focus is on 2010 Targets. http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/ freedomcar_targets_explanations.pdf
  3. V. Vishnyakov, Vacuum, 80, No. 10: 1053 (2006). Crossref
  4. A. Züttel, P. Sudan, and Ph. Mauron, Int. J. Hydrogen Energy, 27: 203 (2002). Crossref
  5. I. Jain, P. Jain, and A. Jain, J. Alloys and Compounds, 503, No. 2: 303 (2010). Crossref
  6. M. Song, E. Ivanov, B. Darriet, M. Pezat, and P. Hagenmuller, Int. J. Hydrogen Energy, 10, No. 3: 169 (1985). Crossref
  7. J. Hurris, W. Curtin, and L. Schultz, J. Mater. Res., 3: 872 (1988). Crossref
  8. K. Aoki, A. Memezava, and T. Masumoto, J. Mater. Res., 8: 307 (1993). Crossref
  9. S. Doppiu, L. Schultz, and O. Gutfleisch, J. Alloys and Compounds, 427: 204 (2007). Crossref
  10. I. Jain, K. Vijay, L. Malhotra, and K. Uppadhyay, Int. J. Hydrogen Energy, 13: 15 (1988). Crossref
  11. J. Reilly, J. Johnson, F. Reidinger, J. F. Lynch, J. Tanaka, and R. H. Wiswall, J. Less-Common Met., 73, No. 1: 175 (1980). Crossref
  12. M. Malinovski, J. Less-Common Met., 89, No. 1: 1 (1983). Crossref
  13. E. Eatons, C. Olson, H. Scheinberg, and W. Steyert, Int. J. Hydrogen Energy, 6, No. 6: 609 (1981). Crossref
  14. V. Bryk, A. Guglya, M. Litvinenko, I. Marchenko, E. Melnikova, I. Sassa, and R. Vasilenko, Radiat. Eff. Defects Solids, 166, No. 4: 282 (2011). Crossref
  15. A. Goncharov, A. Guglya, and E. Melnikova, Int. J. Hydrogen Energy, 37, No. 23: 18061 (2012). Crossref
  16. A. Zaluska, L. Zaluski, and J. Ström-Olsen, J. Alloys and Compounds, 288: 217 (1999). Crossref
  17. L. Schlapbach, D. Shaltiel, and P. Oelhafen, Mater. Res. Bull., 14: 1235 (1979). Crossref
  18. A. Kroser and B. Kasemo, J. Phys.: Condensed Matter, 1, No. 8: 1533 (1989). Crossref
  19. Z. Dehouche, T. Klassen, W. Oelerich, J. Goyette, T. K. Bose, and R. Schulz, J. Alloys and Compounds, 347, No. 1: 319 (2002). Crossref
  20. R. Schulz, S. Boily, L. Zaluski, A. Zaluska, P. Tessier, and J. O. Ström-Olsen, Innov. Metall. Mater., 529 (1995).
  21. J. Qu, B. Sun, R. Yang, W. Zhao, Yu. Wang, and X. Li, Scr. Mater, 62: 317 (2010). Crossref
  22. K. Yoshimura, Metals, 2: 253 (2012). Crossref
  23. J. Ares, F. Leardini, P. Díaz-Chao, J. Bodega, D. W. Koon, I. J. Ferrer, J. F. Fernandez, and C. Sanchez, J. Alloys and Compounds, 495, No. 2: 650 (2010). Crossref
  24. U. Eberle, M. Felderhoff, and F. Schüth, Chem. Int. Edit., 48: 6608 (2009). Crossref
  25. T. Moriwaki, Y. Akahama, H. Kawamura, S. Nakano, and K. Takemurs, J. Phys. Soc. Jpn., 75, No. 7: 074603 (2006). Crossref
  26. P. Vajeeston, P. Ravindran, A. Kjekshus, and H. Fjellvag, Phys. Rev. Lett., 89, No. 17: 175506 (2002). Crossref
  27. B. Hum, A. Junkaew, R. Arróyave, J. Chen, H. Wang, P. Wang, J. Majewski, J. Park, H.-C. Zhou, Ravi K. Arvapally, U. Kaipa, Mohammad A. Omary, X. Y. Zhang, Y. Ren, and X. Zhang, Int. J. Hydrogen Energy, 38, No. 20: 8328 (2013).
  28. B. Hum, A. Junkaew, R. Arróyave, J. Park, H.-C. Zhou, D. Foley, S. Rios, H. Wang, X. Zhang, Int. J. Hydrogen Energy, 39, No. 6: 2597 (2014). Crossref
  29. I. Matsumoto, K. Asano, K. Sakaki, and Y. Nakamura, Int. J. Hydrogen Energy, 36, No. 22: 14488 (2011). Crossref
  30. K. Higuchi, H. Kajioka, K. Toiyama, H. Fujii, S. Orimo, and Y. Kikuchi, J. Alloys and Compounds, 293–295, No. 1: 484 (1999). Crossref
  31. N. Bazzanella, R. Checchetto, and A. Miotello, Appl. Phys. Lett., 85, No. 22: 5212 (2004). Crossref
  32. G. Reddy and S. Kumar, Int. J. Hydrogen Energy, 39, No. 9: 4421 (2014). Crossref
  33. C. Fry, D. Grant, and G. Walker, Int. J. Hydrogen Energy, 38, No. 2: 982 (2013). Crossref
  34. K. Higuchi, K. Yamamoto, H. Kajioka, K. Toiyama, M. Honda, S. Orimo, and H. Fujii, J. Alloys and Compounds, 330–332: 526 (2002). Crossref
  35. X. Tan, C. Harrower, B. Amirkhiz, and D. Mitlin, Int. J. Hydrogen Energy, 34, No. 18: 7741 (2009). Crossref
  36. B. Zahiri, S. Amirkhiz, and D. Mitlin, Appl. Phys. Lett., 97, No. 8: 083106 (2010). Crossref
  37. L. Pranevicius, D. Milcius, C. Templier, and M. Lelis, J. Alloys and Compounds, 480, No. 1: 360 (2009). Crossref
  38. L. Mooij and B. Dam, Phys. Chem. Chem. Phys., 15, No. 27: 11501 (2013). Crossref
  39. J. Qu, Y. Wang, L. Xie, J. Zheng, Y. Liu, and X. Li, Int. J. Hydrogen Energy, 34, No. 4: 1910 (2009). Crossref
  40. Y. Gautam, A. Chawla, S. Khan, R. D. Agrawal, and R. Chandra, Int. J. Hydrogen Energy, 37, No. 4: 3772 (2012). Crossref
  41. D. Borsa, R. Gremaud, A. Baldi, H. Schreuders, J. H. Rector, B. Kooi, P. Vermeulen, P. H. L. Notten, B. Dam, and R. Griessen, Phys. Rev. B, 75, No. 20: 205408 (2007). Crossref
  42. J. Cermak and L. Kral, Int. J. Hydrogen Energy, 37, No. 19: 14257 (2012). Crossref
  43. W. Lohstroh, R. Westerwaal, L. Mechelen, C. Chacon, E. Johansson, B. Dam, and R. Griessen, Phys. Rev. B, 70, No. 16: 165411 (2004). Crossref
  44. W. Lohstroh, R. Westerwaal, D. Noheda, S. Enache, I. A. Giebels, B. Dam, and R. Griessen, Phys. Rev. Lett., 93, No. 19: 197404 (2004). Crossref
  45. E. Veleckis and R. Edwards, J. Phys. Chem., 73: 683 (1969). Crossref
  46. J. Joubert and A. Percheron-Guégnan, J. Alloys and Compounds, 317–318: 71 (2001). Crossref
  47. T. Kuriiwa, T. Tamura, T. Amemiya, T. Fuda, A. Kamegawa, H. Takamura, and M. Okada, J. Alloys and Compounds, 293–295: 433 (1999). Crossref
  48. J. Steiger, S. Blässer, and A. Weidinger, Phys. Rev. B, 49, No. 8: 5570 (1994). Crossref
  49. S. Moehlecke, C. Majkrzak, and M. Stroning, Phys. Rev. B, 31, No. 10: 6804 (1985). Crossref
  50. S. Blässer, J. Steiger, and A. Weidinger, Methods Phys. Res. B, 85, Nos. 1–4: 24 (1994).
  51. G. Reisfeld, N. Jisrawi, M. Ruckman, and M. Strongin, Phys. Rev. B, 53, No. 8: 4974 (1996). Crossref
  52. Ch. Rehm, H. Fritzsche, H. Maletta, and F. Klose, Phys. Rev. B, 59, No. 4: 3142 (1999). Crossref
  53. P. Miceli, H. Zabel, and J. Cunningham, Phys. Rev. Lett., 54, No. 9: 917 (1985). Crossref
  54. I. Jain, Y. Vijay, L. Malhotra, and K. Uppadhyay, Int. J. Hydrogen Energy, 13, No. 1: 15 (1988). Crossref
  55. H. Yukawa, M. Takagi, A. Teshima, and M. Morinada, J. Alloys and Compounds, 330–332: 105 (2002). Crossref
  56. G. Andersson, K. Aits, and B. Hjörvarsson, J. Alloys and Compounds, 334, Nos. 1–2: 14 (2002). Crossref
  57. J. Bloch, B. Hjörvarsson, S. Olsson, and R. Brukas, Phys. Rev. B, 75, No. 16: 165418 (2007). Crossref
  58. G. Andersson, B. Hjörvarsson, and P. Isberg, Phys. Rev. B, 55, No. 3: 1774 (1997). Crossref
  59. G. Andersson, B. Hjörvarsson, and H. Zabel, Phys. Rev. B, 55, No. 23: 15905 (1997). Crossref
  60. B. Hjörvarsson, J. Rydén, E. Karlsson, J. Birch, and J.-E. Sundgren, Phys. Rev. B, 43, No. 8: 6440 (1991). Crossref
  61. F. Stillesjö, S. Ólafsson, P. Isberg, and B. Hjörvarsson, J. Phys.: Condensed Matter, 7, No. 42: 8139 (1995). Crossref
  62. R. Griessen and T. Riesterer, Hydrogen in Intermetallic Compounds 1 (Eds. L. Schlapbach). Topics Appl. Phys. (Springer: Berlin: 1988), vol. V, p. 63.
  63. S. Orimo, F. Kimmerle, and G. Majer, Phys. Rev. B, 63, No. 9: 094307 (2001). Crossref
  64. V. Bryk, R. Vasilenko, A. Goncharov, T. Grigorova, A. Guglya, V. Kolobrodov, M. Litvinenko, I. Marchenko, and I. Sassa, J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech., 6: 66 (2011) (in Russian).
  65. L. Belyakov, T. Makarova, V. Sakharov, I. Serenkov, and O. Sresely, Fiz. Tekh. Poluprovodn., 32: 1122 (1998) (in Russian).
  66. L. Palatnik, P. Cheremskoy, and M. Fooks, Pori v Plyonkakh [Pores in Films] (Moscow: Energoizdat: 1982) (in Russian).
  67. A. Gringoz, N. Glandut, and S. Valette, Electrochem. Commun., 11: 2044 (2009). Crossref
  68. H. Ding, X. Fan, C. Li, X. Liu, D. Jiang, and Ch. Wang, J. Alloys and Compounds, 551: 67 (2013). Crossref
  69. J. L’ecuyer, C. Brassard, C. Cardinal, J. Chabbal, L. Deschênes, J. P. Labrie, B. Terreault, J. G. Martel, and R. Saint Jacques, J. Appl. Phys., 47: 381 (1976). Crossref

© 2013–2018 «ІМФ НАН України»