Page 130 - Thesis_Oprysk_Volodymyr

125

теоретичної межі для цього класу матеріалів, що робить їх більш перспективними

кандидатами для практичного застосування в негативних електродах Ni-MH ХДС.

Показано, що оптимальне «вікно» об’єму елементарної комірки для фаз AB 3

3
(в системі La–Y–Mg–Ni–Co), яке складає 522-535 Å виступає універсальним
критерієм – сплави в цьому діапазоні постійно досягають розрядної ємності, що

перевищує 350 мАг/г, незалежно від стехіометрії, тоді як відхилення в будь-якому

напрямку призводять до погіршення ємності через геометричні обмеження на

заповненість воднем міжвузлових пустот.

Дизайн ефективних гідридотвірних матеріалів є важливим завданням

сучасного матеріалознавства. Вищенаведені дослідження чітко демонструють

вплив компоненту А (РЗМ та варіанти його легування) на властивості фаз АВ 3. Для

досягнення оптимального складу важливим є баланс між вмістом La і Y, а також

кількістю Mg: домінуюча присутність La забезпечує найвищу початкову ємність,

але супроводжується швидкою деградацією, тоді як додавання Y підвищує

стабільність за рахунок помірного зниження ємності. Вміст компонентів (R:Mg:T)

має бути відповідати стехіометрії 2:1:9, оскільки нестача або надлишок Mg

погіршує характеристики через утворення несприятливих фаз чи продуктів корозії,

що гальмують активацію і довговічність матеріалу.

Оптимізація позиції B досягається переважно завдяки модифікації складу

сплавів: найефективнішим є введення незначного чи помірного вмісту Co (Ni 9-xCo x,

x ≤ 2), що забезпечує досить високі значення ємності, і хорошу циклічну

стабільність, зокрема La 1,5Y 0,5MgNi 7Co 2 демонструє 390 мА·год/г при збереженні

84% від максимальної розрядної ємності після 50-ти циклів заряду-розряду.

Для Nd-вмісних систем важливо підтримувати синергію Ni:Co, оскільки

надмірне заміщення суттєву знижує ємність. Альтернативні замісники

демонструють специфічну цінність у різних задачах: Cu підвищує корозійну

стійкість, Fe покращує циклічну стабільність у Ni-багатих матрицях, Mn суттєво

збільшує ємність, але прискорює деградацію, а легування Al змінює фазоутворення,

сприяючи формування AB 5. Такий підхід дозволяє вибірково адаптувати матеріал

під конкретні вимоги, балансуючи між практичною ємністю, довговічністю та