Diffusion Coefficient of Hydrogen in a Pd-Ag Membrane: Effect of Hydrogen Solubility

摘要

The permeabilities of hydrogen through a Pd_(75)-Ag_(25) membrane have been measured at temperatures ranging from 423 to 573 K and under hydrogen pressure differences ranging from 69 to 256 kPa. From the available literature solubility data a neural network model has been developed in order to simulate the variation of the hydrogen content in the alloy as a function of pressure and temperature. Then, from steady state permeability measurements and calculated solubilities, the diffusion coefficients of hydrogen have been computed. At a given temperature, the diffusion coefficient has been found to decrease with the hydrogen content (0.1 ≤ n = H/M ≤ 0.37). A simple relation is then suggested to predict the variation of the diffusion coefficient on both temperature and hydrogen content. To account for the variation of the diffusion coefficient with n, the integration of Fick's law of diffusion has been performed numerically, resulting in non-linear profile of hydrogen content through the membrane under steady state permeation.%On a mesuré la perméabilité de l'hydrogène dans une membrane de Pd_(75)-Ag_(25) à des températures comprises entre 423 et 573 K et à des différences de pression d'hydrogène variant de 69 à 256 kPa. À partir des données de solubilit╚? de la littérature scientifique, on a mis au point un modèle de réseau neuronal afin de simuler la variation de la teneur en hydrogène dans l'alliage en fonction de la pression et de la température. Puis, à partir de mesures de perméabilité à l'état permanent et de calculs de solubilités, on a calculé par ordinateur les coefficients de diffusion de l'hydrogène. On a observé qu'à une température donnée le coefficient de diffusion diminuait avec la teneur en hydrogène (0,1 ≤ n = H/M ≤ 0,37). Une relation simple est ensuite suggérée pour prédire la variation du coefficient de diffusion par rapport à la température et la teneur en hydrogène. Afin de tenir compte de la variation du coefficient de diffusion avec n, la loi de diffusion de Fick a été intégrée numériquement. Le résultat est un profil non linéaire de la teneur en hydrogène dans la membrane dans des conditions de perméation à l'état permanent.