o:16014 Teorijsko i eksperimentalno istraživanje uticaja TiO2 na sorpciju vodonika u MgH2/Mg sistemu doktorska disertacija Theoretical and experimental study of TiO2 influence on hydrogen sorption in MgH2/Mg system : doctoral dissertation sr Magnezijum hidrid, materijal pogodan za skladištenje vodonika zbog velike gravimetrijske i zapreminske gustine, niske cene i netoksičnosti, još nije našao široku industrijsku primenu usled velike termodinamičke stabilnosti i visoke temperature desorpcije vodonika (447°C). Nepovoljna termodinamika i spora kinetika sorpcije se može poboljšati dodatkom aditiva što destabiliše kristalnu rešetku MgH2. U okviru ove doktorske disertacije urađena su teorijska i eksperimentalna ispitivanja magnezijum hidrida dopiranog titan dioksidom. Cilj je razumevanje uticaja aditiva i međufazne granice metal/hidrid, koja nastaje u procesu prodiranja vodonika u potpovršinske slojeve, na mehanizam i reakciju desorpcije vodonika. Kompoziti MgH2-TiO2 sa 10 mas.% anataz i rutil TiO2, su sintetisani mehaničkim mlevenjem u toku 10 i 20h. Različite polimorfne forme su korišćene kako bi se ispitao njihov uticaj na desorpcione karakteristike MgH2. Dekompozicija hidrida je praćena diferencijalnom termijskom analizom i odvija se u tri stupnja. Srednjetemperaturski pikovi se pojavljuju zbog katalitičkog uticaja dopanta, a najniža temperatura 380°C je dobijena za uzorak sa rutil TiO2 mlevenim 10h, dok je za kompozit sa anataznom fazom koji je mleven 20h temperatura daleko viša, 412°C. Proces desorpcije se najbolje opisuje Avrami-Erofejevim kinetičkim modelom za n=4, što isključuje difuziju, a upućuje na procese nukleacije i promene dimenzionalnosti kristala kao odlučujuće procese za desorpciju. Zaključeno je da kristalna struktura dopanta igra presudnu ulogu u ubrzanju reakcije desorpcije. Interakcija vodonika sa (110) površinom rutil TiO2, ispitivana teorijom funkcionala gustine, pokazuje da atomski slojevi paralelni površini koji sadrže atome Ti i O deluju kao barijere za prolazak vodonika ka dubini materijala. Između ovih slojeva su oblasti osiromašene naelektrisanjem u kojima atom H lako prelazi sa jednog na drugi atom O. Potvrđeno je i da se uticaj površine može ograničiti na nekoliko atomskih slojeva koji su joj najbliži. Simulacije ponašanja sistema međufazne granice MgH2/Mg dopirane Ti i TiO2 su pokazale da je formiranje defekata energijski povoljniji proces, s tim što je sistem dopiran sa TiO2 stabilniji. Praćenje mobilnosti vodonika u blizini međufazne granice hidrid/metal na različitim temperaturama pokazuje da difuzija vodonika u sistemu dopiranom Ti počinje na 127°C, a u sistemu sa TiO2 nema primetne difuzije čak i na višim temperaturama. Kiseonik u blizini Ti kao izrazitiji akceptor elektrona posredno utiče na skraćenje Ti-H veze, i samim tim smanjuje mobilnost vodonika u blizini dopanta... Fizička hemija-Fizička hemija materijala / Physical chemistry-Physical chemistry of materials Datum odbrane: 9. 06. 2017. skladištenje vodonika, magnezijum hidrid, titan dioksid, DFT, kompoziti,tanki filmovi hydrogen storage, magnesium hydride, titanium dioxide, DFT, composites,thin films yes 49205775 91552101 5158 91552100 49205775 2017-07-26T13:51:30.053Z 45 no 46 mentor Radojka, 1981- Vujasin 2017 63 mentor Igor, 1984- Pašti 2017 63 mentor Nikola. Novaković 2017 63 član komisije Ivana. Stojković-Simatović 2017 63 član komisije Jasmina. Grbović-Novaković 2017 63 član komisije Miljenko. Perić 2017 63 član komisije Igor, 1984- Pašti 2017 63 član komisije Nikola. Novaković 2017 listova 6094902 http://phaidrabg.bg.ac.rs/o:16014 no yes 4 2017-07-26T13:51:30.320Z 70 11 1066775 1066784 1066790 11 1066775 1066784 1066786 skladištenje vodonika, magnezijum hidrid, titan dioksid, DFT, kompoziti,tanki filmovi hydrogen storage, magnesium hydride, titanium dioxide, DFT, composites,thin films 544.725:546.11(043.3) 1738 11A11 2017