Published September 22, 2016 | Version v1
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Study of the influence of alloying elements on hydrogen storage properties in the Ti-V-Fe system

Description

This Ph.D takes place on the hydrogen storage theme in metal hydride. In order to reduce the cost of the elements used for the preparation of hydridable materials, it is possible to use lower purity alloys as precursors. The compound selected belongs to the body centered cubic family consisting of Ti, V and Fe. This structure is known to store reversibly good quantities of hydrogen in conditions close to ambient. Thanks to modeling of the main parameters, it appears that the compound Ti15V71Fe14 presents interesting equilibrium pressure at room temperature. All properties of this reference material are measured by X-ray diffraction, EPMA, scanning electron microscopy and hydriding apparatus. A small amount of alloying elements has then been added individually then together in the composition of the reference material. Samples are analyzed and the results are compared to the referent. It appears that aluminum forms a solid solution of body centered cubic structure and improves the absorption capacity of the reference material. It is the same for silicon despite more complex behavior with the formation of several additional phases. In return the absorption kinetic of the material is reduced. (author)

Abstract (French)

Cette these s'inscrit dans la thematique du stockage de l'hydrogene sous forme d'hydrure metallique. Pour pallier aux couts importants des elements utilises pour l'elaboration des materiaux hydrurables, il est possible d'utiliser des alliages de purete moindre comme precurseurs. Cela implique la presence d'elements supplementaires dans materiaux. Le materiau etudie appartient a la famille des composes intermetalliques Ti-V-Fe de structure cubique centree. Cette structure est connue pour donner de fortes capacites reversibles d'absorption d'hydrogene durant une utilisation dans des conditions proches de l'ambiant. Grace a une modelisation des principaux parametres des hydrures formes a partir de ces alliages, il est apparu que le compose Ti15V71Fe14 presente des pressions d'equilibre interessantes a temperature ambiante. Toutes les proprietes de ce materiau de reference ont ete mesurees par diffraction des rayons X, microsonde de Castaing, microscopie a balayage electronique et banc d'hydruration. Une petite quantite des elements d'addition est ajoutee individuellement puis ensemble dans la composition du materiau referent. Les echantillons sont analyses et les resultats sont compares a ceux obtenus avec le referent. Il apparait que l'aluminium forme une solution solide de structure cubique centree simple et ameliore la capacite d'absorption du materiau referent. Il en est de meme pour le silicium malgre un comportement plus complexe avec l'apparition de plusieurs phases supplementaires. En contrepartie la vitesse d'absorption de l'hydrogene dans le materiau est diminuee

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Original title (French)
Etude de l'influence d'elements d'addition sur les proprietes de stockage de l'hydrogene dans le systeme Ti-V-Fe

Publishing Information

Imprint Pagination
189 p.
Report number
FRCEA-TH--9836

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Notes
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