journal article·2018-01-17

Performance Improvement of V–Fe–Cr–Ti Solid State Hydrogen Storage Materials in Impure Hydrogen Gas

Ulrich Ulmer, Daria Oertel, Thomas Diemant, Christian Bonatto Minella, Thomas Bergfeldt, Roland Dittmeyer, R. Jürgen Behm, Maximilian Fichtner

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Abstract

Two approaches of engineering surface structures of V–Ti-based solid solution hydrogen storage alloys are presented, which enable improved tolerance toward gaseous oxygen (O 2 ) impurities in hydrogen (H 2 ) gas. Surface modification is achieved through engineering lanthanum (La)- or nickel (Ni)-rich surface layers with enhanced cyclic stability in an H 2 /O 2 mixture. The formation of a Ni-rich surface layer does not improve the cycling stability in H 2 /O 2 mixtures. Mischmetal (Mm, a mixture of La and Ce) agglomerates are observed within the bulk and surface of the alloy when small amounts of this material are added during arc melting synthesis. These agglomerates provide hydrogen-transparent diffusion pathways into the bulk of the V–Ti–Cr–Fe hydrogen storage alloy when the remaining oxidized surface is already nontransparent for hydrogen. Thus, the cycling stability of the alloy is improved in an O 2 -containing hydrogen environment as compared to the same alloy without addition of Mm. The obtained surface-engineered storage material still absorbs hydrogen after 20 cycles in a hydrogen–oxygen mixture, while the original material is already deactivated after 4 cycles.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Hydrogen Storage and Materials · Hybrid Renewable Energy Systems · Spacecraft and Cryogenic Technologies

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Institute of Surface Chemistry and Catalysis, Ulm University, D-89069 Ulm, Germany

Helmholtz Institute Ulm (HIU) for Electrochemical Energy Storage, Helmholtzstr. 11, D-89081 Ulm, Germany

Funding

FP7 Research infrastructures

References (59)

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