Superstoichiometric Alloying of H and Close‐Packed Fe‐Ni Metal Under High Pressures: Implications for Hydrogen Storage in Planetary Core
Superstoichiometric Alloying of H and Close‐Packed Fe‐Ni Metal Under High Pressures: Implications for Hydrogen Storage in Planetary Core
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高压下 H 和密堆积 Fe-Ni 金属的超化学计量合金化：对行星核心储氢的影响
DOI：
10.1029/2022gl101155
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发表时间：
2023
影响因子：
5.2
通讯作者：
Shim, Sang‐Heon
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Piet, Hélène;Chizmeshya, Andrew;Chen, Bin;Chariton, Stella;Greenberg, Eran;Prakapenka, Vitali;Buseck, Peter;Shim, Sang‐Heon
虽然高压可以使氢和铁合金化，但迄今为止在实验中发现的氢与铁的摩尔比（H/Fe）在高压下紧密堆积的铁金属中大多限于1。我们报道了从液态淬火的（Fe，Ni）Hx（orx≥ 1.8）的H/（Fe + Ni）比为1.8 ± 0.1，超过了迄今为止报道的致密Fe合金的H/（Fe + Ni）比。从减压过程中冻结的（Fe，Ni）Hx液体的亚稳态行为，我们推断该量是一个下限，因此甚至更大量的H可以溶解在行星富铁核心的液体部分。液态Fe-Ni合金的显著H存储容量对于考虑低密度行星和岩石行星内部的H存储潜力非常重要。
Although high pressure enables alloying between hydrogen and iron, hydrogen‐to‐iron molar ratio (H/Fe) so far found in experiments is mostly limited to 1 in the close‐packed iron metal under high pressure. We report a H/(Fe + Ni) ratio of 1.8 ± 0.1 from (Fe,Ni)Hx(orx≥ 1.8) quenched from liquid, exceeding the amounts so far reported for densely packed Fe alloys. From the metastable behavior of the frozen (Fe,Ni)Hxliquid during decompression, we infer that the amount is a lower bound and therefore even a greater amount of H can be dissolved in the liquid part of Fe‐rich cores of planets. The significant H storage capacity of liquid Fe‐Ni alloy is important to consider for potential storage of H in the interiors of low‐density planets as well as rocky planets.
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