Page 9 - Zmist-n4-2015

За розряду вони відбуваються у зворотному напрямку. Сплав MH повинен обо-
ротно поглинати водень, від чого суттєво залежать властивості батареї (питома
ємність, циклічна стабільність, саморозряд тощо).
Загальна характеристика воденьсорбційних сплавів. Багато інтермета-
лічних сполук та сплавів можуть оборотно поглинати водень, однак, не всі можна
використати для виготовлення металогідридних електродів. Воденьсорбційні ма-
теріали повинні задовольняти такі вимоги: максимальна оборотна воднева ємність;
хороші електрохімічні каталітичні властивості під час абсорбції та десорбції вод-
ню; легкість активації; висока корозійна тривкість у лужному розчині; рівноважне
плато сорбції водню не вище 1 bar і не нижче 0,01 bar при 20…25°С; задовільна
кінетика абсорбції/десорбції водню; висока циклічна стабільність; низька ціна.
Для розробки таких сплавів прикладено багато зусиль. У літературі детально
описані різні групи інтерметалічних сполук та сплавів, які можна використати
або вже застосовують як електродні матеріали [1–8]. Класичні комерційні сплави
– це багатокомпонентні сполуки типу AB 5 на основі бінарної фази LaNi 5. Один із
відомих має такий склад: La 0,64Ce 0,36Nd 0,46Ni 0,95Cr 0,19Mn 0,41Co 0,15. Інтенсивно
досліджували електрохімічні властивості сплавів типу AB 2 та AB (A = Ti, Zr, Hf;
B = V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Pd). Увагу зосереджували на фазах Лавеса AB 2 із тита-
ном та цирконієм та багатокомпонентних AB на основі титану та ванадію. Актив-
но вивчають деякі магнієвмісні сплави. Тут можна виділити дві групи: аморфні
та/або нанокристалічні сплави магній–перехідний метал (наприклад, Mg 2M,
M = Ni, Co, Fe; Mg 4M, M = Sc, Ti, V, Cr) та магнієвмісні R 1–xMg xМ y (де R – рідкіс-
ноземельний метал; M – нікель та інші d- або p-метали, y = 2–5). Із останньої гру-
пи найґрунтовніше вивчали сплави із x = 3, і, зокрема, ті, що за складом близькі
до La 0,67Mg 0,33Ni 3 (останній часто записують як La 2MgNi 9). Більшість сплавів
R 1–xMg xМ y багатофазні (через труднощі синтезу однофазних зразків або через за-
даний нестехіометричний склад). Оглядових праць, де б приділяли увагу стехіо-
метрії, фазовому складу та структурі складників R 1–xMg xМ y сплавів, практично
немає. Нижче спробуємо коротко висвітлити та обговорити вищезгадані пробле-
ми, а також подамо інформацію про структуру та воденьсорбційні властивості
бінарних RNi x та магнієзаміщених похідних R 1–xMg xNi y (R – рідкісноземельний
метал підгрупи церію, y = 3…4) сплавів та сполук як перспективних електродних
матеріалів для хімічних джерел струму.
Бінарні сполуки RNi x (3 ≤ x < 4) та їх гідриди. Діаграми стану систем R–Ni
вивчені досить повно, однак, сплави RNi x (2 ≤ x ≤ 5) потребують додаткової ува-
ги. Вони цікаві як для структурної хімії, так і гідридного матеріалознавства.
Проаналізуємо коротко деякі властивості сплавів RNi x (3 ≤ x < 4). Сплави RNi 5 не
розглядатимемо, оскільки вони описані раніше [1–8].
Бінарні сполуки RNi 3 (R = La, Pr, Nd, Sm) належать до гексагональної (тип
PuNi 3) або ромбоедричної (тип CeNi 3) структур, які розглядають як структури
зрощення фаз Лавеса MgCu 2/MgZn 2 (AB 2) та Новотного CaCu 5 (AB 5) у співвідно-
шенні 1:1 [9]. Воденьсорбційні властивості фаз RNi 3 досліджували в працях [10–
13], а кристалічну структуру дейтеридів, LaNi 3D 2,7, CeNi 3D 2,8, CeNi 3D 3,3, CeNi 3D 5,2
– у публікаціях [14–16].
У бінарних системах R–Ni із 20...22 at.% R існують також фази з іншим спів-
відношенням структурних фрагментів MgCu 2/MgZn 2 та CaCu 5: R 2Ni 7 (1:2; струк-
турні типи Ce 2Ni 7 та Gd 2Co 7) та R 5Ni 19 (1:3; структурні типи Sm 5Co 19 та Ce 5Co 19)
[9, 17–24]. На сьогодні ще остаточно не з’ясовані межі їхнього існування та тем-
ператури поліморфних перетворень, а також не на всіх діаграмах стану вони по-
значені. Часто в синтезованих сплавах співіснує кілька модифікацій. Вважають,
що деякі з них метастабільні, а також припускають утворення неперервного твер-
дого розчину між R 2Ni 7 та R 5Ni 19, кожен склад якого має свою власну структуру.

8