Отзыв официального оппонента 3 (1145351)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

В диссертационный совет Д 212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГЮ ОППОНЕНТА доктора физико-математических наук„старшего научного сотрудника, ведущего научного сотрудника ФТИ им. А.Ф. Иоффе Плешакова Ивана Викторовича на диссертационную работу Шеляпиной Марины Германовны «Структура, стабильность и динамика многокомпонентньиг гидридов металлов по данным теории функционала плотности и ядерного магнитного резонанса», представленной на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.07 — физика конденсированного состояния Поиск материалов для эффективного и безопасного хранения водорода является одной из ключевых задач водородной энергетики, а в области фундаментальной науки представляет собой одну из важнейших проблем физики конденсированного состояния.

Ее решение может обеспечить использование металлогидридов, где водород находится в связанном состоянии, причем металлы или сплавы, используемые для данной цели, должны удовлетворять ряду критериев, которые включают в себя высокую обратимую запасенную емкость, высокую кинетику сорбции водорода, удобные рабочие диапазоны температур и давлений, доступность материала и другие. К настоящему моменту среди множества исследованных веществ, реагирующих с водородом, не найдено такого, которое полностью отвечало бы всем необходимым условиям. Решение задачи осложняется тем, что в большинстве случаев улучшение одного или нескольких параметров материала приводит к ухудшению других.

Для понимания механизмов, регулирующих свойства гидридов. необходимо проведение систематических исследований влияния состава и структурных особенностей этих соединений на характеристики, существенные для их применения в указанной области. Гидрид магния и гидриды неупорядоченных сплавов Т1-У-С» с объемноцентрированной кубической структурой являются одними из наиболее перспективных материалов для обратимого хранения водорода. Они также представляют собой модельные системы, удобные для изучения общих закономерностей, связанных с внедрением водорода в вещество.

Диссертационная работа М.Г. Шеляпиной посвящена детальному исследованию структуры, стабильности и кинетики данных гидридов, выполненному с привлечением как теоретических (расчеты на основе различных реализаций методов теории функционала плотности). так и экспериментальных (ядерный магнитный резонанс) подходов. С учетом сказанного выше аитуальпосигь темы диссертационной работы не вызывает сомнений, Диссертация М.Г. Шеляпиной состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы (4бЗ наименования) и списка сокращений и условных обозначений, используемых в работе.

Работа изложена на 278 страницах текста., содержит 89 рисунков и 2б таблиц. Во введении обосновывается выбор темы диссертационного исследования, ее актуальность, определяются цель и задачи работы, показана ее новизна и практическая ценность полученных результатов. приводятся сведения об апробации работы на научных конференциях различного уровня.

В первой главе рассмотрены основные проблемы, связанные с поиском материалов для эффективного хранения водорода. Особое внимание уделено интерметаллическим соединениям, как наиболее перспективным материалам для обратимого хранения водорода. Обсуждается современное состояние научных исследований в данной области. В заключение первой главы сформулирована цель работы. Во второй главе приводится краткое описание возможностей методов теории функционала плотности (ТФП) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) при исследовании систем металл-водород.

На основе проведенного анализа современного состояния исследований металлогидридов данными методами в конце главы сформулированы конкретные задачи диссертационной работы. В третьей лине диссертации М.Г. Шеляпиной приводятся результаты теоретического исследования влияния переходных металлов на стабильность гидрида магния и кинетику сорбции водорода магнием. По результатам исследований ряда гидридов на основе магния, выполненных в рамках различных подходов и реализаций метода ТФП„автором были предложены: ° объяснение влияния понижения стабильности гидрида магния при частичном замещении атомов Мй атомами переходных металлов; ° механизм, отвечающий за ускорение кинетики сорбции водорода магнием в присутствии добавок ОЦК металла, не образующего бинарный сплав с магнием.

° схемы структурных фазовых превращений, вызванных вхождением водорода в решетку магния в отсутствии или присутствии переходных металлов с ОЦК структурой. Результаты комплексного исследования гидридов неупорядоченных сплавов Т1-Ч-Сг приведены в чеглвертой главе. В частности, автором выполнено экспериментальное и теоретическое исследование структурных фазовых превращений, вызванных вхождением водорода в решетку, оценены границы применимости метода ККР-ПКП при исследовании свойств данных систем, предложена методика теоретической оценки коэффициента диффузии водорода в решетке неупорядоченных сплавов. На основе анализа результатов расчета энергии растворимости водорода в решетке сплавов Т~-Ч-Сг объяснено, почему сплавы с Т~~Сг-0,84 обладают наилучшими сорбционными свойствами.

Далее в работе приведены результаты исследований методами протонной ЯМР-релаксации и диффузометрии гидридов сплавов Т1-У-Сг разного состава. Для интерпретации полученных температурных зависимостей времен релаксации протонов автором предложена модель, основанная на предположении о сосуществовании двух фракций водорода с разной подвижностью, между которыми происходит обмен.

Данная модель была успешно применена к сплавам Т1-Ч-Сг разного состава, и показана высокая чувствительность параметров движения водорода к составу сплава. Также автором показано, что ЯМР спектры Н и температурные зависимости времен релаксации отражают неоднородное распределение водорода в неупорядоченных сплавах. Из оценки среднего смещения водорода, полученной из диффузионных измерений, следует, что за время обмена водород успевает сместиться на расстояние, сопоставимое с размером области неоднородности распределения элементов по образцу.

Исходя из анализа ЯМР данных. полученных для гидридов сплавов Т1-У-Сг разного состава, автором был сделан вывод об оптимальном составе сплава, в котором водород обладает наибольшей подвижностью. Переходя к оценке диссертационной работы М.Г. Шеляпиной в целом, можно отметить следующие достоинства. Автором работы для изучения перспективных материалов, интересных как с фундаментальной, так и прикладной точек зрения выбран правильный подход, сочетающий теоретические исследования и эксперименты, основанные на регистрации ЯМР„который для рассматриваемых систем может рассматриваться как один нз наиболее информативных методов. Выполнено подробное исследование многокомпонентных металлических гидридовматериалов, перспективных для эффективного обратимого хранения водорода с большой запасенной емкостью, которое может быть квалифицировано как решение крупной научной задачи.

Автором получен большой объем поеых резулыиатое. Особо следует отметить. что исследования процессов протонной релаксации в гидридах неупорядоченных сплавов Т1-Ъ'-Сг ранее не проводились, и автору работы удалось показать эффективность данного метода для оценки влияния состава и локальной неоднородности сплава на подвижность водорода в решетке, Измерения диффузии водорода в гидридах металлов с применением стационарного градиента являются уникальными. Высокий теоретический и экспериментальный уровень выполнения работы, а также комплексное использование современных расчетных средств, апробированных методов измерений и обработки экспериментальных данных обеспечивают оостоеерносжь полученных результатов.

Дополнительным свидетельством достоверности может служить согласие данных, полученных различными методами (например. значения энергии активации движения водорода в решетке, полученное из ЯМР диффузометрии и релаксации, а также рассчитанное из первых принципов; локализация водорода в решетке, определенная из нейтронографии, ЯМР и теоретических расчетов). Достоверность выводов, полученных на основе теоретических расчетов, подтверждается рядом экспериментальных исследований, .в том числе, выполненных другими научными группами (это относится, например, к существованию предсказанной автором ОЦК фазы магния, индуцированной присутствием ниобия).

Практическая значимость работы состоит в ориентированности ее результатов на разработку высокоэффективных материалов для обратимого хранения водорода. Полученные в работе сведения по комплексному исследованию гидридов магния и неупорядоченных сплавов Т1-У-Сг позволили автору предложить состав композитного материала с высокой запасенной емкостью и высокой кинетикой сорбции водорода.

Несмотря на несомненно высокое качество диссертационной работы, она, как и всякий объемный труд, не свободна от ряда недостатков, по которым могут быть высказаны следующие замечания: 1. исследования гидридов на основе магния, представленные в работе, носят теоретический характер. Чем обусловлено отсутствие экспериментальных ЯМР-исследований данных систем? 2. в работе приведены результаты экспериментального исследования серии гидридов сплавов Т1-У-Сг разного состава, причем в зависимости от состава сплава менялось и содержание водорода, что вполне объяснимо методикой синтеза гидрида.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации