Hydrogen capacity of the Fe-Ti-Al alloy prepared by high energy ball milling

Sari

Abstrak

Hidrogen memiliki nilai kalor tertinggi dari semua unsur kimia, regeneratif dan ramah lingkungan. Untuk aplikasi secara mobile dan stasioner kepadatan volumetrik dan gravimetrik hidrogen dalam bahan penyimpanan menjadi sangat penting. Paduan Fe-Ti sebagai penyimpan hidrogen telah diterapkan di berbagai bidang karena mampu menyerap hidrogen pada suhu kamar. Sayangnya, kapasitas menyimpan hidrogen sangat rendah. Sintesis dan karakterisasi paduan Ti-Fe-Al dengan perbandingan atom Fe: Ti: Al = 10: 10: 1 dibuat dengan teknik pemaduan mekanik dalam larutan toluena dan sifat penyerapan hidrogen dari sintetik yang dihasilkan telah dilakukan. Serbuk Fe-Ti-Al digiling bersama-sama dengan waktu milling 30 jam di dalam mesin ball mill energi tinggi. Spesimen yang digiling dianalisis dengan difraktometer sinar-X. Analisis kualitatif dan kuantitatif dihitung dengan metode Rietveld yang dikembangkan oleh Fuji Izumi. Analisis pola difraksi sinar-x hasil giling paduan Fe-Ti-Al menunjukkan hanya ada senyawa FeTi bisa diamati dan tidak ada senyawa Fe-Al atau Ti-Al. Hasil hidriding pada suhu kamar menunjukkan bahwa paduan Fe-Ti-Al berubah menjadi FeTiH₂ dan TiH₂. Kapasitas serapan hidrogen yang tinggi dan suhu hidridisasi rendah dari paduan Fe-Ti-Al dibandingkan dengan Fe-Ti paduan memungkinkan paduan ini dapat dipromosikan sebagai bahan penyimpanan hidrogen yang baru.

Kata kunci: Sistem Fe-Ti, metal hidrid, simpan hidrogen, ball mill energy tinggi

Abstract

Hydrogen exhibits the highest heating value of all chemical fuels, regenerative and environment friendly. For mobile and stationary applications the volumetric and gravimetric density of hydrogen in a storage material is crucial.  Fe-Ti alloys for storing hydrogen have been applied in many areas because it absorbs hydrogen at room temperature. Unfortunately, its capacity of storing hydrogen is very low. The synthesis and characterizations of Ti-Fe-Al alloy with the atomic ratio of Fe:Ti:Al = 10:10:1 prepared by mechanical alloying technique in toluene solution and the hydrogen absorption properties of the synthetic yielded have been performed. Fe-Ti-Al elemental powders were milled together with the milling time of 30 h, in a high energy ball mill. The milled specimens are analyzed with an X-ray diffractometer. Qualitative and quantitative analysis were calculated using Rietveld method developed by Fuji Izumi. The refinement analysis of the x-ray diffractions results for Fe-Ti-Al alloy, only FeTi compound was observed and no Fe-Al or Ti-Al compounds. On hydriding at room temperature, the milled Fe-Ti-Al was transformed into FeTiH₂ and TiH₂. Consider the high hydrogen capacity and the low hydriding temperature of the Fe-Ti-Al alloys compared to that of Fe-Ti alloy, it could be promoted as new hydrogen storage materials.

Keywords: Fe-Ti systems, metal hydride, hydrogen storage, high energy ball milling