| Processo: | 22/01351-0 |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Regular |
| Data de Início da vigência: | 01 de agosto de 2022 |
| Data de Término da vigência: | 31 de julho de 2025 |
| Área do conhecimento: | Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física |
| Pesquisador responsável: | Ricardo Floriano |
| Beneficiário: | Ricardo Floriano |
| Instituição Sede: | Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil |
| Pesquisadores associados: | Alessandra Cremasco ; Guilherme Zepon ; Rodrigo José Contieri ; Santiago José Alejandro Figueroa |
| Assunto(s): | Armazenamento de hidrogênio Hidretos metálicos Ligas de alta entropia Hexagonal MgZn2 Fases de Laves Método CALPHAD Difração por raios X |
| Palavra(s)-Chave do Pesquisador: | armazenagem de hidrogênio | Calphad | Difração de raios-X in situ | Fase de Laves C14 | Hidretos metálicos | Ligas de Alta Entropia | Armazenagem de Hidrogênio em Estado Sólido |
Resumo
Recentemente, ligas multicomponentes e ligas de alta entropia - em especial as que resultam em configurações monofásicas com presença majoritária da fase de laves hexagonal C14 - foram testadas como sistemas armazenadores de hidrogênio e resultados muito promissores foram reportados como, por exemplo, elevadas capacidades de absorção de hidrogênio com cinéticas rápidas em temperatura ambiente e moderada sem a necessidade de processos de ativação. Face aos bons resultados obtidos até o presente momento, poucos estudos se dedicaram ao entendimento e compreensão sobre os mecanismos de absorção e dessorção de hidrogênio em ligas multicomponentes com presença majoritária da fase de laves C14. Neste projeto de pesquisa pretende-se investigar os mecanismos da reação metal-hidrogênio durante o processo de absorção e dessorção de hidrogênio em ligas multicomponentes com presença majoritária da fase de laves hexagonal C14 por meio de medidas de difração de raios-X in-situ. Busca-se um melhor entendimento acerca da estabilidade e reversibilidade da fase de laves hexagonal C14 ainda inexistente na literatura. Ligas multicomponentes com presença majoritária da fase de laves C14 com diferentes proporções dos elementos de liga A e B, dos sistemas AB, AB2, A1,5B e AB1,2 (onde A representa os elementos com maior afinidade de absorver o hidrogênio, como: Ti, Zr, Nb e V; enquanto B representa os elementos com baixa afinidade com o hidrogênio, como: Fe, Cr, Mn, Ni, Co) serão devidamente selecionadas com base na avaliação de parâmetros termodinâmicos empíricos e cálculos termodinâmicos por meio do método CALPHAD (Software Thermocalc) e posteriormente preparadas em forno de fusão a arco em atmosfera controlada. Após a preparação das ligas, o efeito do emprego da técnica de deformação plástica severa, HPT (High-Pressure Torsion) será avaliado em busca de melhores propriedades de armazenagem de hidrogênio. As ligas selecionadas incluindo ou não a etapa de HPT serão caracterizadas após a exposição ao hidrogênio em diferentes doses e estágios de absorção e dessorção por diferentes técnicas de caracterização incluindo microscopia eletrônica de varredura, transmissão e difração de raios-X in situ, que permitirá fornecer informações relevantes sobre a estabilidade e a reversibilidade da fase de laves C14 em função da proporção dos átomos A e B. Tal proposta de pesquisa é fruto da colaboração nacional e internacional em andamento entre o proponente deste projeto e os pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR), do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e da Kyushu University (Japão), que vem resultando em trabalhos e publicações conjuntas no tema, e inclusive, vem nos permitindo avançar de maneira significativa desde o design, processamento até a caracterização de novas ligas com excelentes propriedades para armazenar hidrogênio. (AU)
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