Příprava a studium systémů na bázi La-Ni pro vodíkové technologie

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá přípravou a studiem materiálů na bázi lanthanu a niklu pro aplikace ve vodíkových technologiích. Zaměřuje se především na charakterizaci materiálových vlastností hydridů kovů, které jsou potenciálními kandidáty pro bezpečné a efektivní skladování vodíku. V experimentální části byly vzorky připraveny za pomocí indukčního tavení a obloukové pece. Fázové složení bylo analyzováno rentgenovou difrakční analýzou (XRD) a struktura vzorků byla dále zkoumána pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Tepelné vlastnosti, včetně tepelné kapacity a entalpických změn během absorpčních/desorpčních a kinetických procesů, byly stanoveny pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC) a Sievertsovy metody. Naměřené PCT křivky umožnily určit rovnovážné tlaky absorpce a desorpce vodíku a následně z nich vypočítat termodynamické parametry sorbce/desropce hydridů. Výsledky ukazují, že materiály na bázi LaNi5 vykazují dobré hydridační vlastnosti s příznivými hodnotami entalpie a entropie, což potvrzuje jejich potenciál pro aplikace v oblasti skladování vodíku. Tato práce přispívá k hlubšímu pochopení vlastností hydridů kovů, procesu sorbce/desorpce a jejich využití v moderních energetických systémech s nízkou uhlíkovou stopou.

This thesis focuses on the preparation and study of lanthanum-nickel-based materials for hydrogen technology applications. It primarily investigates the material properties of metal hydrides, which are potential candidates for safe and efficient hydrogen storage. In the experimental section, samples were prepared using induction melting and an arc furnace. Phase composition was analyzed by X-ray diffraction (XRD), and the structure of the samples was further examined using scanning electron microscopy (SEM). Thermal properties, including heat capacity and enthalpy changes during absorption and desorption processes, were determined using differential scanning calorimetry (DSC) and the Sieverts method. The measured PCT curves enabled the determination of equilibrium absorption and desorption pressures, from which the thermodynamic parameters sorbtion/desorption and kinetics of the hydrides were calculated. The results indicate that LaNi5-based materials exhibit good hydriding properties with favorable enthalpy and entropy values, confirming their potential for hydrogen storage applications. This study contributes to a deeper understanding of metal hydride properties of sorbtion/desorption, and their use in modern low-carbon energy systems.