Absorpce a skladování vodíku v pevných látkách

NFPL218

prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.

RNDr. Petr Hruška, Ph.D.

  • 1. přednáška , Vodík a jeho vlastnosti
    • molekula H2
    • izotopy vodíku
    • chemické reakce vodíku
    • prezentace
  • 2. přednáška , Interakce vodíku s pevnými látkami
    • intersticiální tuhý roztok vodíku v pevné látce
    • Sievertův zákon
    • fázový diagram kov-vodík
    • izotermy tlak-koncentrace
    • Van’t Hoffův graf
    • chemisorpce
    • fyzisorpce
    • adsorpce vodíku na površích
    • prezentace
  • 3. přednáška , Metody dopování pevných látek vodíkem
    • dopování z plynné fáze
    • elektrochemické dopování
    • prezentace
    • laboratorní práce: elektrochemické dopování vodíkem, měření elektrochemického potenciálu
  • 4. přednáška , Metody měření koncentrace vodíku
    • spalovací elementární analyzátor
    • Sievertův volumetrický analyzátor
    • neutronová aktivační analýza
    • jaderná reakční analýza (NRA)
    • hmotnostní spektroskopie sekundárních iontů (SIMS)
    • difúze vodíku v pevných látkách
    • jaderná magnetická rezonance
    • prezentace
    • laboratorní práce: měření obsahu vodíku v pevné látce pomocí spalovacího elementárního analyzátoru
  • 5. přednáška , Hydridy
    • typy intersticiálních poloh krystalické mřížky
    • elastická deformace krystalické mřížky způsobená vodíkem
    • termodynamika vzniku hydridů
    • základní typy fázových diagramů kov-vodík
      • systém Pd-H
      • systém Nb-H
      • systém Y-H a Gd-H
    • prezentace
    • laboratorní práce: volumetrické měření kinetiky absorpce a desorpce vodíku a P-C izoterm
  • 6. přednáška , Komplexní hydridy
    • alanáty
    • hydridy bóru
    • metody charakterizace
      • termická analýza a termogravimetrie
      • rentgenová a neutronová difrakce
      • elektronová mikroskopie
      • Mössbauerova spektroskopie
    • prezentace
  • 7. přednáška , Interakce vodíku s defekty krystalické mřížky
    • záchyt vodíku ve vakancích
    • segregace vodíku na dislokacích
    • záchyt vodíku na hranicích zrn
    • termodynamický koncept (surfaktanty a defectanty)
    • defekty vytvořené vodíkem
      • vodíkem indukované vakance
      • emise dislokací při vzniku a rozpadu hydridů
      • vodíkem indukované zkřehnutí
    • metody studia interakce vodíku s defekty
      • termální desorpční spektroskopie
      • anihilace pozitronů
      • mionová spektroskopie
    • prezentace
  • 8. přednáška , Vodík jako palivo a nosič energie
    • vodíkový cyklus
    • možnosti výroby vodíku
    • vodíkové technologie
    • palivové články
    • prezentace
  • 9. přednáška , Způsoby skladování vodíku
    • stacionární a mobilní skladování vodíku
    • způsoby skladování vodíku
    • stlačený plynný vodík
    • kapalný vodík
    • hydridy pevných látek
    • prezentace
  • 10. přednáška , Perspektivní materiály pro skladování vodíku - hydridy
    • hydridy intermetalických slitin AB, AB2, A2B, AB5
    • soli alanátů skupiny I a II
    • tetrahydro-boráty
    • nanokrystalické hydridy
    • prezentace
  • 11. přednáška , Slitiny s vysokou entropií (HEA)
    • systém HfNbTiVZr
    • bcc slitiny s vysokou entropií
    • hydridy slitin s vysokou entropií
    • vodíkem indukovaná degradace
    • prezentace
  • 12. přednáška , Kovově organické sítě (MOF)
    • chemisorpce a fyzisorpce
    • porézní materiály
    • kovově organické sítě (MOF = metal-organic frameworks)
    • prezentace
Studijní literatura:
  • G. Alefeld, J. Völkl (eds.), Hydrogen in Metals I, Basic Properties, Springer-Verlag, Berlin 1978

  • G. Alefeld, J. Völkl (eds.), Hydrogen in Metals II, Application-Oriented Properties, Springer-Verlag, Berlin 1978

  • A. Pundt, R. Kirchheim, Hydrogen in Metals, Microstructural Aspects, Annu. Rev. Mater. Res. 36 (2006) 555-608

  • A. Züttel, A. Remhof, A. Borgschulte, O. Friedrichs, Hydrogen: the future energy carrier, Phil. Trans. R. Soc. A 368 (2010) 3329-3342 >

  • D.J. Durbin, C. Malardier-Jugroot, Review of hydrogen storage techniques for on board vehicle applications, Int. J. Hydrogen Energy 38 (2013) 14595-14617

  • J. Ren, N. M. Musyoka, H. W. Langmi, M. Mathe, S. Liao, Current research trends and perspectives on materials-based hydrogen storage solutions: A critical review, Int. J. Hydrogen Energy 42 (2017) 289-311

  • P. Modi, K.-F. Aguey-Zinsou, Room Temperature Metal Hydrides for Stationary and Heat Storage Applications: A Review, Front. Energy Res. 9 (2021) 616115

  • R.R. Shahi, A.K. Gupta, P. Kumari, Perspectives of high entropy alloys as hydrogen storage materials, Int. J. Hydrogen Energy 48 (2023) 21412-21428