Search

It is well known that optical properties of Mg-Ni-H films can be tuned by hydrogen uptake from Mg-Ni-H and upload into Mg-Ni systems. In this work we show that modulation of optical properties of Mg-Ni-H can take place as a result of thermal processing in air as well. When reactively sputter deposited semiconducting Mg-Ni-H films are annealed at temperatures of 200 degrees C-300 degrees C in air, gradual band gap change from 1.6 to 2.04 eV occurs followed by change in optical appearance, from brown, to orange and, subsequently, to yellow. We investigate this phenomenon using optical and structural characterization tools, and link the changes to an atomic rearrangement and a structure reordering of the [NiH4]4-complex. The films are x-ray amorphous up to 280 degrees C, where above this temperature an increase in crystallite size and establishing of long-range order lead to a formation of the cubic crystalline phase of Mg2NiH4. Also, the results suggest that even though annealing was conducted in air, no oxidation or other changes in chemical composition of the bulk of the film occurred. Therefore, the band gap of this semiconductor can be tuned permanently by heat treatment, in the range from 1.6 to 2 eV.

Contrary to traditional methods including top layer catalyst deposition and ex-situ hydrogenation in current study Mg-H films were synthesized using magnetron sputtering in Ar+ atmosphere and their in-situ hydrogenation in magnetron induced hydrogen plasma. XRD analysis of hydrogenated Mg-H films revealed changes of preferred crystallographic orientation. After 1-3 h of in-situ plasma hydrogenation XRD does not indicate presence of any crystalline MgH2 phase but it is observed after 5 h. The appearance of significant amount of crystalline MgH2 phase after prolonged time of in-situ hydrogenation presupposed that samples without clear expression of MgH2 crystal phase might still have hydrogen rich amorphous Mg phase which is not observable by XRD. The analysis of predicted hydrogen containing phase was performed using combination of conventional SEM; AFM, Q-Q XRD, GI-XRD and XPS analysis techniques. The obtained data of hydrogen containing phase distribution at the surface of the samples and its distribution depth profiles are presented together with considerations related to the efficiency of the proposed in-situ hydrogenation approach and combined analysis methods. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

Šio magistro baigiamojo darbo tikslas buvo ištirti trijų energetinių žolinių augalų biometrines bei energetines savybes ir jas palyginti tarpusavyje. Augalai buvo auginami lauko sąlygomis, kiekvieną augalą tręšiant skirtingomis mineralinio azoto normomis (N0 – kontrolė, N60 – 200 kg ha-1 ir N120 – 400 kg ha-1). Buvo tiriami pagrindiniai biometriniai rodikliai: augalų aukštis, augalų stiebų skaičius, sausoji biomasė, chlorofilo indeksas. Taip pat ištirtas pasirinktų augalų šilumingumas, peleningumas, pagrindiniai elementai (C, H, N, S, O) bei šalutiniai elementai (K, Ca, Mg, P, Al, Si, S), taip pat sunkieji metalai. Visų augalų energetinės savybės palygintos tarpusavyje. Vertinant gautus duomenis, tinkamiausi žoliniai augalai biokurui yra sida ir drambliažolė, kadangi jų peleningumas yra mažiausias. Tačiau nendrinio dryžučio, nors ir išsiskyrė didesniu peleningumu, šilumingumas buvo didžiausias. Cheminės sudėties analizės metu buvo nustatyta, jog papildomas tręšimas azotinėmis trąšomis įvairių elementų kiekiui augaluose didelės įtakos neturėjo, tačiau vertinant šalutinių elementų kiekį augaluose pastebėta tai, jog kai kurių cheminių elementų padidėjimą galėjo lemti ir augalų augimo vieta (atvira pieva, šalia žvyrkelio, šalia kelio, šalia dirbamo lauko ir pan.)., This master's thesis was to analyze three energy plant grass biometric and energy properties and to compare them with each other. Plants were grown in field, every plant fertilized with different rates of nitrogen (N0 - control, N60 - 200 kg ha-1 and N120 - 400 kg ha-1). It was investigated the main biometric parameters: plant height, plant stems, dry biomass and chlorophyll index. Also plants calorific value, ash content, the main elements (C, H, N, S, O) and minor elements (K, Ca, Mg, P, Al, Si, S) and heavy metals. Plant‘s energy properties were compared with each other. Evaluating the data, the optimum herbaceous plant for biofuels are sida and Miscanthus as their ash content is lowest. Reed canary grass calorific value was highest, but it stood higher ash content too. Chemical composition analysis showed that the additional nitrogen fertilization had no major impact of the various elements in plants, but by assessing the amount of elements in plants is noticeable that plant growth and position may impact some chemical elements increase (open meadow, near the gravel, next to the road, arable land, etc.).

Vandenilio išgavimas ir saugojimas gerai žinoma ir sprendžiama, tačiau užsitęsusi problema pasauliniu mąstu. Todėl būtina ieškoti naujų proveržio taškų šioje srityje. Šiame darbe pasinaudota nauju, patentuotu, būdu išgauti vandenilį iš vandens panaudojant vandens reakcijas su plazmoje aktyvuotomis nanomedžiagomis. Šiuo atvėju buvo ištirta magnio nanomiltelių ciklinė hidrolizės reakcija su vandeniu, miltelius re-aktyvaviuojant vandenilio plazmoje. Buvo nustatyta, kad reakciją stabdantis magnio hidroksidas yra dalinai pašalinamas vandenilio plazmos poveikio metu, sugeneruojami nauji aktyvuoti atomai ir tai leidžia miltelius naudoti pakartotinai vandenilio gavybai iš vandens., Hydrogen production and storage are well known but unsolved worldwide problem. So it is necessary to search new breakthrough points in this area. In this paper the new patented way was used to generate hydrogen from water with plasma activated nanomatter. In this particular case magnesium nanopowder was chosen for repeated hydrolysis reaction and then re-activation in hydrogen plasma. It was set that brucite which prevent further contact between water and unreacted Mg material can be partly removed by hydrogen plasma and new active magnesium atoms appear for repeated hydrolysis reaction.

The dissertation examines topics related to the formation of supercapacitors using plasma technology and their analysis. Plasma spray technology was used to form supercapacitors electrodes. Carbon was deposited on stainless steel surface using the atmospheric pressure argon-acetylene plasma. The deposition of nickel oxide on the surface of carbon electrodes was made using magnetron sputtering method. The influence of acetylene amount to the supercapacitors electrodes and the electrical characteristics of the structure were estimated. The nickel oxide influence to the electrical parameters of supercapacitor carbon electrodes, structure and microrelief was assessed too. The etching of carbon electrodes surface with oxygen plasma was performed and its impact on the capacitors electrical parameters and carbon electrode structure was evaluated. Mathematical modeling was used to theoretically estimate the influence of oxygen plasma to the supercapacitor carbon electrode surface microrelief. The anisotropic growth of carbon surface relief and isotropic surface erosion mechanism was theoretically explained. The impact mechanism of the acetylene content and plasmatron power to the carbon electrode structure and electrical parameters was qualitatively explained. The mechanism for understanding the influence of NiO content on the carbon electrodes to the supercapacitor electrical parameters and electrode structure was proposed., Disertacijoje nagrinėjama tematika yra susijusi su superkondensatorių formavimu ir jų tyrimais naudojant plazmines technologijas. Superkondensatorių elektrodams formuoti panaudota plazminio purškimo technologija. Anglis ant nerūdijančio plieno paviršiaus užnešta panaudojant atmosferinio slėgio argono-acetileno plazmą. Nikelio oksidui nusodinti ant anglies elektrodų paviršiaus panaudotas magnetroninio garinimo metodas. Įvertinta acetileno kiekio įtaka superkondensatorių elektrinėms charakteristikoms ir elektrodų struktūrai. Tai pat įvertinta nikelio oksido kiekio įtaka superkondensatorių anglies elektrodų elektriniams parametrams, struktūrai bei mikroreljefui. Atliktas anglies elektrodų paviršiaus ėsdinimas deguonies plazma ir įvertintas jo poveikis kondensatorių elektriniams parametrams ir anglies elektrodų struktūrai. Matematiniu modeliavimu teoriškai įvertinta deguonies plazmos įtaka superkondensatorių anglies elektrodų paviršiaus mikroreljefui. Teoriškai pagrįstas anglies dangos reljefo anizotropinis augimas ir izotropinės paviršiaus erozijos mechanizmas. Kokybiškai paaiškintas acetileno kiekio ir plazmotrono galios įtakos mechanizmas anglies elektrodų struktūrai ir elektriniams parametrams. Pasiūlytas mechanizmas, aiškinantis NiO kiekio, esančio ant anglies elektrodų, įtaką superkondensatorių elektriniams parametrams ir elektrodų struktūrai.

Vandenilio saugojimas gerai žinoma ir plačiai tyrinėjama technologinė problema. Dėl fizikinių ir cheminių vandenilio ypatybių, vandenilio saugojimo sistemos turi sugebėti atlaikyti kritiškus darbo rėžimus: ypač aukštą slėgį atlaikantys hermetiški indai vandenilio dujoms, gerokai žemesnės nei kitų dujų darbinės temperatūros suskystinto vandenilio saugyklos. Todėl yra siūlomos kelios novatoriškos technologijos H2 saugojimui. Viena iš jų - vandenilio adsorbcija į metalus, juose sudarant cheminius junginius. Šiame darbe buvo analizuojami potencialiai vandenilio saugojimui tinkantys hidridai. Panaudojant Sieverto matavimo metodiką ištirta Mg pagrindu sukurtų hidridų hidrinimo – dehidrinimo kinetika., Hydrogen storage represents a well-known and widely investigated technological problem. Due to the physical and chemical properties of hydrogen substance, conventional storage processes have to manage critical operating conditions: high pressures are required by pressurized storages. While liquefied storage needs lower temperatures than other cryogenic processes. Thus, several innovative technologies were proposed for hydrogen storage. Examples are the adsorption on metals or the storage as a complex hydride. The present study was dedicated to the formation – decomposition kinetics analysis of proposed Mg based hydrides used for hydrogen storage.