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Title: Effect of transition metal fluorides on the sorption properties of the Ca(BH4)2 and Ca(BH4)2 + MgH2 composite system
Other Titles: Der Einfluss von Übergangsmetall-Flouriden auf die Sorptionseigenschaften von Ca(BH4)2 und dem Komposithydrid Ca(BH4)2 + MgH2
Language: English
Authors: Bonatto Minella, Christian 
Keywords: Wasserstoffspeicherung;Calcium Borhydrid;Magnesiumhydrid;11B Rotation im magischen Winkel Festkörper Kernspinresonanzspektroskop;Heterogene;hydrogen storage;calcium borohydride;magnesium hydride;11B MAS-NMR (Magic Angle Spinning–Nuclear Magnetic resonance);hetero
Issue Date: 2013
Examination Date: 22-Feb-2013
Abstract (german): Die vorliegende Arbeit umfasst eine umfassende Untersuchung der Wirkung von ausgewählten Übergangsmetall-Fluoriden auf die Sorptionseigenschaften von Ca(BH4)2 und dem Ca(BH4)2 + MgH2-Verbundsystem. Eine signifikante Verbesserung der Kinetik der (Re-) Hydrierung durch Zugabe von Übergangsmetall-Fluoriden wurde erreicht. Die Bildung von Übergangsmetallborid-Nanopartikeln ist entscheidend für die heterogene Keimbildung von CaB6 während der Wasserstoffdesorptionsreaktion. Es konnte gezeigt werden, dass partielle Reversibilität bei den in dieser Arbeit vorliegenden experimentellen Bedingungen durch die Bildung von CaB12H12möglich ist. Im Falle des Ca(BH4)2 + MgH2-Kompositsystems wird die Reversibilität ohne weitere Zugabe von Zusatzstoffen erreicht. Mg wird daher als die treibende Kraft für die heterogene Keimbildung während der CaB6-Zersetzung des Ca(BH4)2 + MgH2-Verbundsystems betrachtet. Der Einfluss des verwendeten Wasserstoffdrucks und der Temperatur auf die Desorptionsreaktion wurde untersucht. Die Rolle des CaB12H12 während des Zyklisierens und seine Gegenwirkung bei der (Re-)Hydrierung werden beurteilt.
Abstract (english): A comprehensive investigation of the effect of selected transition metal fluorides on the sorption properties of Ca(BH4)2 and Ca(BH4)2 + MgH2 composite system is performed in detail. A significant kinetic improvement upon (re)hydrogenation is achieved by addition of transition metal fluorides. Formation of transition metal boride nanoparticles is observed to be essential to promote heterogeneous nucleation of CaB6 during hydrogen desorption reaction. Formation of CaB12H12 limits the reversibility at the experimental conditions reported in this study. In case of the Ca(BH4)2 + MgH2 composite system, the reversibility is achieved without further addition of additives. Mg acts as heterogeneous nucleation agent of CaB6 during decomposition of the Ca(BH4)2 + MgH2 composite system. The effect of the applied hydrogen pressure and temperature on the desorption reaction is studied. An assessment of the role of CaB12H12 during cycling and its counteractive effect upon (re)hydrogenation reaction is provided.
URI: http://tubdok.tub.tuhh.de/handle/11420/1101
DOI: 10.15480/882.1099
Institute: Werkstoffphysik und -technologie M-22 
Faculty: Maschinenbau
Type: Dissertation
Advisor: Hapke, Jobst 
Thesis grantor: Technische Universität Hamburg
License: http://doku.b.tu-harburg.de/doku/lic_ohne_pod.php
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