Page 35 - Thesis_Oprysk_Volodymyr

35

Заміщення манганом у LaNi 5-xMn x (x ≤ 2,0) пропонує альтернативний шлях

модифікації, ніж алюміній. Манган переважно займає позицію 3g і, як і алюміній,

розширює елементарну комірку та зменшує тиск плато. Особливо цінним ефектом

заміщення марганцем є підвищення розрядної ємності: для сплавів з x = 0,4-1,0

ємність може сягати 330-360 мА∙год/г. Дослідження сплавів LaNi 5-xMn x протягом

1000 циклів абсорбції/десорбції показали, що збереження ємності покращується з

83,2% (x = 0) до 94,0% (x = 0,75) [87-90].

Заміщення кобальтом відіграє ключову роль у практичних матеріалах для

зберігання водню, особливо при електрохімічному гідруванні. На відміну від

алюмінію та мангану, кобальт має атомний радіус (1,25 Å), майже ідентичний

нікелю, що призводить до мінімальних змін розмірів елементарної комірки та тиску

плато. Електрохімічна ємність сполук LaNi 5-xCo x залишається стабільно високою, в

діапазоні ~310-340 мА∙год/г, при помірних рівнях заміщення (x ≤ 1,0). Основними

перевагами заміщення кобальтом є покращений термін служби циклу та знижений

гістерезис [91-93].

Загалом, багатокомпонентні заміщення позиції B із загальною формулою

LaNi 5-x-y-zCo xMn yAlz або MmNi 5-x-y-zCo xMn yAlz є практичним і сучасним рішенням в

матеріалах, з ретельно оптимізованими заміщення, що дозволяє досягти розрядної

ємності понад 310 мА∙год/г у поєднанні з терміном служби понад 500-1000 циклів

[94-97]. Мішметал знижує витрати на сировину, забезпечуючи при цьому деякі

термодинамічні переваги, наприклад зміна валентності церію під час гідрування;

манган та алюміній регулюють тиск плато до оптимального діапазону для

електрохімічного гідрування; кобальт забезпечує термін служби через покращення

циклічної стійкості.

Крім розрядної ємності та циклічної стійкості, ще однією важливою

характеристикою електродних матеріалів є здатність до високошвидкісного розряд

(HRD). Цей показник є критично важливим для таких застосувань, як гібридні

електромобілі та електроінструменти [98, 99]. Сплави AB 5 зазвичай демонструють

чудові показники швидкості розряду, при цьому збереження ємності часто

перевищує 80-90% при швидкостях розряду 3C та 60-70% при швидкостях розряду