Абсорбция водорода тонкими плёнками

Abstract

В данном обзоре систематизированы результаты исследований закономерностей абсорбции водорода до концентраций ≈ 7 вес.% тонкими плёнками магния, ниобия и ванадия. Продемонстрированы отличительные особенности формирования гидридов в одно- и многослойных плёнках. Показано, каким образом такие свойства как электросопротивление и оптическая прозрачность, измеренные на тонких плёнках, могут коррелировать с процессами образования гидридов. Проанализирована возможность улучшения кинетических и термодинамических характеристик тонких плёнок путём формирования нанокристаллической структуры и введения катализаторов. Сформулированы принципы и приведены результаты по увеличению гравиметрической ёмкости ванадия (ниобия) путём создания на его основе нанопористых тонкоплёночных структур.

У даному огляді систематизовано результати досліджень закономірностей абсорбції водню до концентрацій у ≈ 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.

This review systematizes the investigation results on hydrogen absorption mechanisms up to the concentrations of ≈ 7 wt.% into magnesium, niobium, and vanadium thin films. The distinctive features of the hydride formation in single-layer and multilayer films are demonstrated. It is shown how such properties as the electrical resistance and the optical transparency, measured using thin films, can correlate with hydride formation processes. The possibility of the improvement of kinetic and thermodynamic characteristics of thin films through the formation of nanocrystalline structure and the injection of catalysts is studied. The principles have been formulated and the results on an increase in the gravimetric capacity of vanadium (niobium) due to creation of V(Nb)-based nanoporous thin-film structures are given.