Orientadores: Wolfgang May, Ennio Peres da Silva

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Exames em Ni nanocristalino (grão médio de 10 e 100nm) mostram que a permeação de hidrogênio é muito maior que em Ni microcristalino (grão médio > 1mm). Isto é decorrência de um aumento da solubilidade do hidrogênio nas regiões de contorno de grão e uma alteração significativa da constante...

Resumo: Exames em Ni nanocristalino (grão médio de 10 e 100nm) mostram que a permeação de hidrogênio é muito maior que em Ni microcristalino (grão médio > 1mm). Isto é decorrência de um aumento da solubilidade do hidrogênio nas regiões de contorno de grão e uma alteração significativa da constante de difusão, que cresce em duas ordens de grandeza acompanhando o aumento da atividade do hidrogênio. Para pequenas densidades de corrente catódica (<10 mmA/cm2) a maior parte do hidrogênio penetra na amostra em forma atômica, enquanto para densidades de corrente maiores a sua parte preponderante é utilizada na formação de hidrogênio gasoso segundo o mecanismo de Volmer-Tafel. Para densidades de corrente catódica maiores que 5 mA/cm2 forma-se a partir da superfície catodicamente polarizada do eletrodo de Ni uma camada de hidreto, cuja espessura cresce continuamente durante a eletrólise, ao mesmo tempo que o sobrepotencial declina lentamente e a corrente de permeação através do eletrodo delgado cresce. O problema da difusão daí decorrente é resolvido para ambas as fases, hidreto e Ni metálico, numericamente para o caso geral e analiticamente para dois casos limites

Abstract: Electrochemical studies with nanocrystalline nickel showed that hydrogen permeation is remarkably larger in comparasion with microcrystalline nickel. This is due to an increase of hydrogen solubility within the grain bondarie8 and a 8trong effect on hydrogen diffusivity. The diffusion...

Abstract: Electrochemical studies with nanocrystalline nickel showed that hydrogen permeation is remarkably larger in comparasion with microcrystalline nickel. This is due to an increase of hydrogen solubility within the grain bondarie8 and a 8trong effect on hydrogen diffusivity. The diffusion coefficient increases by to orders of magnitude with increasing hydrogen activity. For small cathodic current densities (10 mA/cm2) hydrogen is absorved in atomic form by the sample whereas for large current densities the overwhelming part of the electric charge is consumed for the production of gaseous hydrogen according to Volmer-Tafel mechanism. For cathodic current densities above 5 mA/cm2 a hydride is formed on the surface of the nickel electrode. The thickness of the hydrid increases continously during the course of hydrogen evolution) whereas the overvoltage decreases slightly and the permeation through a nickel foil of finite thickness is enlarged. The corresponding diffusion problem for the to phases of hydride and nickel is solved numerically and in analytical form for two limiting cases

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