Caracterização das propriedades de armazenamento de hidrogênio de nanocompósitos à base de Mg maciços produzidos por extrusão em canal angular

Resumo

Um dos maiores desafios no desenvolvimento de uma economia do hidrogênio é o armazenamento de hidrogênio. Os hidretos à base de Mg apresentam as maiores capacidades de armazenamento em massa e em volume reversíveis, sendo os mais promissores. Entretanto, as reações de sorção com hidrogênio são relativamente lentas e ocorrem a temperaturas relativamente elevadas, e é baixa a estabilidade ao O2 e à humidade. Na década de 90, com a produção de nanoestruturas através da técnica moagem de alta energia (MAE), e de nanocompósitos à base de Mg (usando catalisadores apropriados), as cinéticas foram significativamente aumentadas. As desvantagens da MAE são custo elevado, e os muitos cuidados necessários para manter o material denso e puro, minimizando riscos de fogo, e de degradação das capacidades de sorção de hidrogênio ao ar. Nos últimos anos, ligas à base de Mg têm sido desenvolvidas por técnicas de Deformação Plástica Severa (SPD), como a extrusão em canal angular (ECAP), a torção sob alta pressão (HPT), e a laminação repetitiva (ARB). Essas técnicas permitem produzir nanoestruturas, mas em formas maciças, que oferecem maiores resistência ao ar, segurança, e viabilidade em escala industrial, em comparação aos pós. Hidretos maciços de misturas 2Mg-Fe processadas por HPT exibiram propriedades melhores ou similares em comparação aos pós precursores, e misturas Mg-Pd por ARB, e de Mg puro por ECAP, exibiram orientação preferencial ((002) no Mg), que favoreceu as propriedades de hidrogenação. O método ECAP era aplicado principalmente para ligas comerciais ou fundidas, ou seja, sem os catalisadores mais estudados. Este projeto propõe desenvolver nanocompósitos à base de Mg por ECAP, a partir de misturas de Mg com catalisadores (Fe, Ti e CNT), e estudar o controle da microestrutura por ECAP com o uso de catalisadores. (AU)