• Українська
  • English

< | >

 

Проблеми застосування поруватого кремнію для хімічного та фотокаталітичного виробництва водню

Список № 3 Том. 61    УФЖ 2015, Том. 61, № 3, стp. 244-250          Стаття

Манілов А.І.

Iнститут високих технологiй, Київський нацiональний унiверситет iменi Тараса Шевченка
(Вул. Володимирська, 60, Київ 01033)

Розділ: Тверде тіло
Оригінал тексту:  Український

Абстракт:  Проаналiзовано переваги кремнiю i поруватого кремнiю (ПК) як хiмiчних джерел водню, порiвняно з iншими видами палива. В аналiтичному виглядi отримано залежнiсть об’єму водню, виробленого при взаємодiї з водою, вiд поруватостi матерiалу та вiдповiдний енергетичний вихiд при застосуваннi газу у джерелах живлення електронних систем. Розраховано, що зростання поруватостi кремнiю супроводжується спаданням загального об’єму водню, видiленого при реакцiї з водою, порiвняно до рiвня видобутку Н2 з вихiдної кремнiєвої сировини. Закономiрнiсть пояснюється суттєвими втратами матерiалу протягом виготовлення ПК. Визначено, що оптимальне спiввiдношення мiж накопиченням водню у матерiалi i втратами кремнiю у травнику вiдповiдає поруватостi 60–70%. При застосуваннi утвореного водню у паливних елементах, травлення кремнiю забезпечує рiст потужностi джерела живлення, але зменшує його загальний енергоресурс. На основi зазначених механiзмiв показано недоцiльнiсть застосовування композитiв на основi чистого наноПК для фотокаталiтичної дисоцiацiї води.

Ключові слова: поруватий кремнiй, дисоцiацiя води, водень.

Література:
1. L.M. Gand´ıa, G. Arzamendi, P.M. Di´eguez, Renewable Hydrogen Technologies: Production, Purification, Storage, Applications and Safety (Elsevier, Amsterdam, 2013).
2. A.V. Stepanov, Production of Hydrogen and HydrogenContaining Gases (Kyiv, Naukova Dumka, 1982) (in Russian).
3. A.A. Tsygankov, Ross. Khim. Zh. 6, 25 (2006).
4. U. Bossel, Proc. IEEE 94, 1826 (2006).
5. A.E. Sheindlin and A.Z. Zhuk, Ross. Khim. Zh. 6, 105 (2006).
6. A.I. Manilov, S.V. Litvinenko, S.A. Alekseev, G.V. Kuznetsov, and V.A. Skryshevsky, Ukr. J. Phys. 55, 928 (2010).
7. M. Matsuoka, M. Kitano, M. Takeuchi, K. Tsujimaru, M. Anpo, and J.M. Thomas, Catalysis Today 122, 51 (2007).
8. N. Auner, Deutsche Bank Res. 11, 1 (2004).
9. S. Litvinenko, S. Alekseev, S. Litvinenko, S. Alekseev, V. Lysenko, A. Venturello, F. Geobaldo, L. Gulina, G. Kuznetsov, V. Tolstoy, V. Skryshevsky, E. Garrone, and D. Barbier, Int. J. Hydrogen Energy 35, 6773 (2010).
10. N.R. Mathews, P.J. Sebastian, X. Mathew, and V. Agarwal, Int. J. Hydrogen Energy 28, 629 (2003).
11. E.V. Ametistov, Fundamentals of Modern Power Engineering (MEI, Moscow, 2004) (in Russian).
12. E.S. Falkevich, E.O. Pulner, I.F. Chervonnyi et al., Technology of Semiconductor Silicium (Metallurgiya, Moscow, 1992) (in Russian).
13. G. Korotcenkov and B.K. Cho, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 35, 153 (2010).
14. A.I. Manilov and V.A. Skryshevsky, Mater. Sci. Eng. B 178, 942 (2013).
15. A.I. Manilov, V.A. Skryshevsky, S.V. Litvinenko, and G.V. Kuznetsov, Patent of Ukraine No. 100084, Bull. No. 21 (2012).
16. V. Parkhutik, Solid-State Electron. 43, 1121 (1999).
17. V. Lysenko, F. Bidault, S. Alekseev, V. Zaitsev, D. Barbier, Ch. Turpin, F. Geobaldo, P. Rivolo, and E. Garrone, J. Phys. Chem. B 109, 19711 (2005).
18. L. Fraas and L. Partain, Solar Cells and Their Applications (Wiley, Hoboken, 2010).
19. O.V. Kozynets and S.V. Litvinenko, Ukr. J. Phys. 57, 1234 (2012).
20. G.V. Kuznetsov, V.A. Skryshevsky, T.A. Vdovenkova, A.I. Tsyganova, P. Gorostiza, and F. Sanz, J. Electrochem. Soc. 148, 528 (2001).
21. V.G. Litovchenko, T.I. Gorbanyuk, V.S. Solntsev, and A.A. Evtukh, Appl. Surf. Sci. 234, 262 (2004).
22. V.E. Primachenko, B.M. Bulach, S.I. Kirilova, V.A. Chernobai, and E.F. Venger, Ukr. J. Phys. 52, 236 (2007).
23. A.I. Manilov, S.A. Alekseev, V.A. Skryshevsky, S.V. Litvinenko, G.V. Kuznetsov, and V. Lysenko, J. Alloys Comp. 492, 466 (2010).