vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 586 Научная статья Original article Статьи Article Применение методов электротермического и магнетронного напыления для создания водородопроницаемых металлических катализаторов The application of methods of electro thermal and magnetron evaporation for creation metal hydrogen permeation catalysts Барышев М.Г. Барышев Михаил Геннадьевич Barishev Mikhail G. science-pro@kubsu.ru

д-р биол. наук, профессор кафедры радиофизики и нанотехнологий Кубанского государственного университета

 Болотин С.Н. Болотин Сергей Николаевич Bolotin Sergey N. bolotka@list.ru

канд. хим. наук, доцент кафедры геоэкологии и природопользования Кубанского государственного университета

 Петриев И.С. Петриев Илья Сергеевич Petriev Ilya S. petriev_iliya@mail.ru

аспирант кафедры радиофизики и нанотехнологий ФГБОУ ВПО Кубанского государственного университета

 Фролов В.Ю. Фролов Владимир Юрьевич Frolov Vladimir Yu. frolov@chem.kubsu.ru

канд. хим. наук, доцент кафедры общей, неорганической химии и информационно-вычислительных технологий в химии Кубанского государственного университета

 Джимак С.С. Джимак Степан Сергеевич Dzhimak Stepan S. jimack@mail.ru

канд. биол. наук, доцент кафедры радиофизики и нанотехнологий Кубанского государственного университета

 Кубанский государственный университет, КраснодарKuban State University, Krasnodar 17 06 2014 2 20 24 12 02 2014 20 03 2014 17 06 2014 Copyright (c) 2014 Барышев М.Г., Болотин С.Н., Петриев И.С., Фролов В.Ю., Джимак С.С. 2014 Барышев М.Г., Болотин С.Н., Петриев И.С., Фролов В.Ю., Джимак С.С. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Use of palladium alloy for making the all-metal gas diffusion hydrogen electrode for hydrogen-air fuel cell was proposed. For prepare of palladium-containing thin films by electro thermal sputtering Vacuum Coating System AUTO 500 Edwards was used. Two methods was used: 1. undirect heating of the evaporated material in the tungsten and tantalum boat through which electric current was passed; 2. direct heating of thin plate palladium alloy electric current. The obtained samples were resistant to alkaline corrosion. Magnetron sputtering of thin film of palladium alloy were performed on Quorum Q150TS/E/ES. New method of alloys magnetron sputtering with use of target consisting of superposed silver and palladium plates was developed. Dependence of the film composition from the area ratio of silver and palladium in the target was determined. For optimal mechanical and physico-chemical properties of alloy films of silver and palladium (23% Ag) was proposed to use the target from the area ratio S(Ag)/S(Pd) = 20.8/79.2. As a result of sputtering for 40 minutes with using given target sample by thickness of 1.1 microns, with a silver content of 23,2±0,7% was obtained.

Исследовано применение методов электротермического и магнетронного напыления для получения тонких пленок, содержащих палладий и серебро. В процессе электротермического напыления применяли косвенный нагрев испаряемого материала в вольфрамовой и танталовой лодочке, через которую пропускался электрический ток, и непосредственный нагрев тонкой пластинки сплава палладия электрическим током. Разработана составная мишень для магнетронного напыления сплавов с использованием пластинок серебра и палладия с различным соотношением их площадей. Определена зависимость состава пленок от состава мишени. В результате напыления в течении 40 мин. из мишени с отношением площадей S(Ag)/S(Pd)=20,8/79,2 получен образец толщиной 1,1 мкм, содержание серебра в образце составило 23,2±0,7%.

 палладиевый сплав газодиффузионный водородный электрод электротермическое и магнетронное напыление палладий содержащие тонкие пленки palladium alloy gas diffusion hydrogen electrode electro and magnetron sputtering palladium-containing thin films Grashoff G.J., Pilkington C.E., Corti C.W. The purification of hydrogen: a review of the technology emphasizing the current status of palladium membrane diffusion // Platinum Metals Review. 1983. Vol. 27. No. 4. P. 157-169. Бурханов Г.С., Горина Н.Б., Кольчугина Н.Б., Рошан Н.Р. Сплавы палладия для водородной энергетики // Российский химический журнал. 2006. Т. L. №4. С. 36-40. . Rossijskij himicheskij zhurnal , 2006, vol. L, no. 4, pp. 36-40. (In Russian)] Knapton A.G. Palladium alloys for hydrogen diffusion membranes: a review of high permeability materials // Platinum Metals Review. 1977. Vol. 21. No. 2. P. 44-50. Mordkovich V.Z., Baichtock Y.K., Sosna M.H. The large-scale production of hydrogen from gas mixtures: a use for ultra-thin palladium alloy membranes // International Journal of Hydrogen Energy. 1993. Vol. 18. No. 7. P. 539-544. Shu J., Adnot A., Grandjean B.P.A., Kaliaguine S. Structurally stable composite Pd-Ag alloy membranes: introduction of a diffusion barrier // Thin Solid Films. 1996. Vol. 286. No. 1-2. P. 72-79. Ali Jawad K, Newson E.J., Rippin D.W.T. Deactivation and regeneration of Pd/Ag membranes for dehydrogenation reactions // Journal of Membrane Science. 1994. Vol. 89. No. 1-2. P. 171-184. Paglieri S.N., Way J.D. Innovations in palladiummembrane research // Separation & Purification Reviews. 2002. Vol. 31. No. 1. P. 1-169. Patent 6086729 US. Method of manufacturing thin metal membranes / Bredesen R., Klette H. Shu J., Grandjean B.P.A., Van Neste A., Kalaguine S. Catalytic palladium-based membrane reactors: a review // Canadian Journal of Chemical Engineering. 1991. Vol. 69. P. 1036-1060. Elkina I.B., Meldon J.H. Hydrogen transport in palladium membranes // Desalination. Vol. 147. No. 1-3. P. 445-448. Amandusson H., Ekedahl L.G., Dannetun H. Hydrogen permeation through surface modified Pd and PdAg membranes // Journal of Membrane Science. 2001. Vol. 193. No. 1. P. 35-47. Peters T.A., Tucho W.M., Ramachandran A., Stange M., Walmsley J.C., Holmestad R., Borg A., Bredesen R. Thin Pd-23%Ag/stainless steel compositemembranes: long-term stability, life-time estimation and post-process characterization // Journal of Membrane Science. 2009. Vol. 326. No. 2. P. 572-581. Савицкий Е.М., Полякова В. П., Горина Н.Б., Рошан Н.Р. Металловедение платиновых металлов. М.: Металлургия, 1975. 278 с. . Moscow, Metallurgija, 1975, 278 p. (In Russian)] Благородные металлы. Справочник. / под. ред. Е.М. Савицкого. М.: Металлургия, 1984. 592 с. . Moscow, Metallurgija, 1984, 592 p. (In Russian)] Химическая энциклопедия. В 5 т. Т. 3. Меди - Полимерные / редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) . М., 1995. 641 с. . Vol. 3. Medi - Polimernye. Moscow, 1995, 641 p. (In Russian)] Химическая энциклопедия. В 5 т. Т. 4. Полимерные - Трипсин / редкол.: Зефиров Н. С. (гл. ред.) . М., 1995. 639 с. . Vol. 4. Polimernye - Tripsin. Moscow, 1995, 639 p. (In Russian)]