Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію
The study of the physical properties of hydrogen sorbent metals is of interest in connection with the use of hydrogen as an energy carrier. Ruthenium is a good hydrogen sorbent. Of interest is the experimental construction of isotherms and isobars for the adsorbed hydrogen solubility on crystals dur...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/826 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543973040979968 |
|---|---|
| author | Savenko, О.F. Kopylova, L.I. Shaposhnikova, T.I. Anikina, N.S. Krivushchenko, O.Ya. Mashira, V.O. Kotlyar, D.A. Gavrilyuk, N.А. Korochkova, T.E. Zolotarenko, An.D. Zolotarenko, Al.D. Bezsmertna, V.I. Schur , D.V. Gabdullin, M.T. |
| author_facet | Savenko, О.F. Kopylova, L.I. Shaposhnikova, T.I. Anikina, N.S. Krivushchenko, O.Ya. Mashira, V.O. Kotlyar, D.A. Gavrilyuk, N.А. Korochkova, T.E. Zolotarenko, An.D. Zolotarenko, Al.D. Bezsmertna, V.I. Schur , D.V. Gabdullin, M.T. |
| author_sort | Savenko, О.F. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-12-26T08:56:51Z |
| description | The study of the physical properties of hydrogen sorbent metals is of interest in connection with the use of hydrogen as an energy carrier. Ruthenium is a good hydrogen sorbent.
Of interest is the experimental construction of isotherms and isobars for the adsorbed hydrogen solubility on crystals during their transition from an isotropic to an anisotropic state, accompanied by ordering of hydrogen atoms, in order to reveal possibly the regularity of their behavior and, in particular, the possible detection of an extreme dependence of the atomic order on temperature and pressure, as predicted by theory.
In this work, a theoretical calculation of the solubility isostere for adsorbed hydrogen on the (0001) face of an HCP crystal was performed. The calculation of the surface free energy was carried out on the basis of molecular kinetic concepts. The equilibrium equations made it possible to obtain relations that determine the P-T-c diagrams of the crystal surface state. Isotherms, isobars, and isosteres of the adsorbed hydrogen solubility are constructed, their analysis is carried out, and their possible course is elucidated. In this case, the energies of hydrogen atoms in the surface interstices were estimated using experimental isosteres for a ruthenium crystal. The obtained theoretical isosteres confirmed the possibility of the appearance of jumps and kinks in the graphs due to the phase transition of the crystal from an isotropic to an anisotropic state. This result is in full agreement with the experimental data on the solubility isosteres of adsorbed hydrogen on ruthenium.
An experimental study of an adsorbed interstitial impurity solubility isosteres can make it possible to reveal in crystals of various structures phase transformations of the isotropic-anisotropic state type, or of the cubic-tetragonal structure type, or of the surface order-disorder type in a system of adsorbed hydrogen, nitrogen, and oxygen atoms. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:36:03Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-826 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:44Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-8262025-12-26T08:56:51Z Hydrogen adsorption on the surface of HCP ruthenium crystals Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію Savenko, О.F. Kopylova, L.I. Shaposhnikova, T.I. Anikina, N.S. Krivushchenko, O.Ya. Mashira, V.O. Kotlyar, D.A. Gavrilyuk, N.А. Korochkova, T.E. Zolotarenko, An.D. Zolotarenko, Al.D. Bezsmertna, V.I. Schur , D.V. Gabdullin, M.T. powdered ruthenium metal-hydrogen physical properties theoretical calculation isotherm isosteres порошкоподібний рутеній метал-водень фізичні властивості теоретичний розрахунок ізотерма ізостери The study of the physical properties of hydrogen sorbent metals is of interest in connection with the use of hydrogen as an energy carrier. Ruthenium is a good hydrogen sorbent. Of interest is the experimental construction of isotherms and isobars for the adsorbed hydrogen solubility on crystals during their transition from an isotropic to an anisotropic state, accompanied by ordering of hydrogen atoms, in order to reveal possibly the regularity of their behavior and, in particular, the possible detection of an extreme dependence of the atomic order on temperature and pressure, as predicted by theory. In this work, a theoretical calculation of the solubility isostere for adsorbed hydrogen on the (0001) face of an HCP crystal was performed. The calculation of the surface free energy was carried out on the basis of molecular kinetic concepts. The equilibrium equations made it possible to obtain relations that determine the P-T-c diagrams of the crystal surface state. Isotherms, isobars, and isosteres of the adsorbed hydrogen solubility are constructed, their analysis is carried out, and their possible course is elucidated. In this case, the energies of hydrogen atoms in the surface interstices were estimated using experimental isosteres for a ruthenium crystal. The obtained theoretical isosteres confirmed the possibility of the appearance of jumps and kinks in the graphs due to the phase transition of the crystal from an isotropic to an anisotropic state. This result is in full agreement with the experimental data on the solubility isosteres of adsorbed hydrogen on ruthenium. An experimental study of an adsorbed interstitial impurity solubility isosteres can make it possible to reveal in crystals of various structures phase transformations of the isotropic-anisotropic state type, or of the cubic-tetragonal structure type, or of the surface order-disorder type in a system of adsorbed hydrogen, nitrogen, and oxygen atoms. Дослідження фізичних властивостей металів-сорбентів водню є актуальним у зв’язку з використанням водню як енергоносія. Рутеній є хорошим сорбентом водню. Експериментальна побудова ізотерм та ізобар розчинності адсорбованого водню на кристалах під час їхнього переходу з ізотропного до анізотропного стану, що супроводжується впорядкуванням атомів водню, являє дослідницький інтерес з метою можливого виявлення закономірностей їхньої поведінки та, зокрема, можливого виявлення екстремальної залежності атомного порядку від температури та тиску, як передбачає теорія. В роботі було проведено теоретичний розрахунок ізостери розчинності адсорбованого водню на грані (0001) ГЩУ кристалу. Розрахунок вільної поверхневої енергії проводився на основі молекулярно-кінетичних концепцій. Використання рівняння рівноваги дозволило отримати співвідношення, що визначають P-T-c діаграми стану поверхні кристала. Побудовано ізотерми, ізобари та ізостери розчинності адсорбованого водню, проведено їхній аналіз та встановлено їхній можливий вигляд. Енергії атомів водню в поверхневих проміжках були оцінені за допомогою експериментальних ізостер для кристала рутенію. Розраховані теоретичні ізостери підтвердили можливість появи стрибків та перегинів на графіках внаслідок фазового переходу кристала з ізотропного в анізотропний стан. Отриманий результат повністю узгоджується з експериментальними даними щодо ізостер розчинності адсорбованого на рутенії водню. Експериментальне дослідження ізостер розчинності адсорбованої міжвузлової домішки показало, що вона може дозволити виявити в кристалах різних структур фазові перетворення типу ізотропно-анізотропного стану, або типу кубічно-тетрагональної структури, або типу поверхневого порядку-безладу в системі адсорбованих атомів водню, азоту та кисню. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-11-29 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/826 10.15407/hftp16.04.533 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 16 No. 4 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 533-544 Химия, физика и технология поверхности; Том 16 № 4 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 533-544 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 16 № 4 (2025): Хімія, фізика та технологія поверхні; 533-544 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp16.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/826/820 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | порошкоподібний рутеній метал-водень фізичні властивості теоретичний розрахунок ізотерма ізостери Savenko, О.F. Kopylova, L.I. Shaposhnikova, T.I. Anikina, N.S. Krivushchenko, O.Ya. Mashira, V.O. Kotlyar, D.A. Gavrilyuk, N.А. Korochkova, T.E. Zolotarenko, An.D. Zolotarenko, Al.D. Bezsmertna, V.I. Schur , D.V. Gabdullin, M.T. Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію |
| title | Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію |
| title_alt | Hydrogen adsorption on the surface of HCP ruthenium crystals |
| title_full | Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію |
| title_fullStr | Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію |
| title_full_unstemmed | Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію |
| title_short | Адсорбція водню на поверхні ГЩУ кристалів рутенію |
| title_sort | адсорбція водню на поверхні гщу кристалів рутенію |
| topic | порошкоподібний рутеній метал-водень фізичні властивості теоретичний розрахунок ізотерма ізостери |
| topic_facet | powdered ruthenium metal-hydrogen physical properties theoretical calculation isotherm isosteres порошкоподібний рутеній метал-водень фізичні властивості теоретичний розрахунок ізотерма ізостери |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/826 |
| work_keys_str_mv | AT savenkoof hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT kopylovali hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT shaposhnikovati hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT anikinans hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT krivushchenkooya hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT mashiravo hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT kotlyarda hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT gavrilyukna hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT korochkovate hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT zolotarenkoand hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT zolotarenkoald hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT bezsmertnavi hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT schurdv hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT gabdullinmt hydrogenadsorptiononthesurfaceofhcprutheniumcrystals AT savenkoof adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT kopylovali adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT shaposhnikovati adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT anikinans adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT krivushchenkooya adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT mashiravo adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT kotlyarda adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT gavrilyukna adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT korochkovate adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT zolotarenkoand adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT zolotarenkoald adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT bezsmertnavi adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT schurdv adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû AT gabdullinmt adsorbcíâvodnûnapoverhnígŝukristalívruteníû |