Propriedades de armazenagem de hidrogênio de limalhas da liga ZK60 + 2,5% mm severamente deformada

• Processo: 16/13885-9
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2017
• Vigência (Término): 08 de outubro de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Daniel Rodrigo Leiva
• Beneficiário: Erenilton Pereira da Silva
• Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/05987-8 - Processamento e caracterização de ligas metálicas amorfas, metaestáveis e nano-estruturadas, AP.TEM
• Assunto(s): Armazenamento de hidrogênio

Resumo

O principal desafio tecnológico para a aplicação mais ampla do hidrogênio como vetorenergético é o desenvolvimento de soluções adequadas para sua armazenagem. O uso de hidretos metálicos, que armazenam o hidrogênio no estado sólido, representa uma alternativa mais eficaz e segura do que o H2 sob alta pressão ou liquefeito. O MgH2 apresenta a maior capacidade gravimétrica entre os hidretos metálicos, de 7,6%. Atualmente, dois tipos principais de rotas de processamento são considerados para produzir misturas à base de Mg para armazenagem de hidrogênio: baseadas em moagem de alta energia (HEBM, high-energy ball milling), ou alternativamente em deformaçãoplástica severa (SPD, severe plastic deformation). Pode-se observar que os pós moídos apresentam maior reatividade com o hidrogênio do que as amostras volumosasseveramente deformadas, o que se explica pelo maior refino microestrutural e pela elevada área superficial específica alcançada. Entretanto, o apelo de custo do materialproduzido por SPD é muito maior, já que o tempo e a energia envolvidos no processamento são reduzidos. Dessa forma, o desenvolvimento de uma rota SPD que produza ligas de Mg com propriedades de armazenagem de hidrogênio ainda melhores é uma questão relevante de pesquisa aplicada. Nesta proposta, a liga ZK60 modificada com 2,5% em massa de Mm (mischmetal) foi selecionada para experimentos envolvendo processamento mecânico por laminação a quente (HR, hot rolling), laminação extensiva a frio (CR, cold rolling) e extrusão em canal angular (ECAP, equal channel angular pressing). O objetivo é alcançar um melhor controle da microestrutura e textura obtidas e assim preparar o material para o processamento final por limagem, o qual tem impacto significativo na reatividade do material com o hidrogênio, por elevar substancialmente a área de contato com o H2. As modificações microestruturaisintroduzidas pela limagem serão avaliadas em detalhe pela primeira vez em um estudo de armazenagem de hidrogênio. Dessa forma, visa-se produzir, com baixo custo, ligas à base de Mg com melhores propriedades cinéticas de absorção/dessorção de hidrogênio, através do controle efetivo das condições de processamento.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SILVA, E. P.; LEIVA, D. R.; FLORIANO, R.; OLIVEIRA, V. B.; PINTO, H. C.; BOTTA, W. J. Hydrogen storage properties of filings of the ZK60 alloy modified with 2.5 wt% mischmetal. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 45, n. 8, p. 5375-5383, FEB 14 2020. Citações Web of Science: 0.

SILVA, E. P.; LEIVA, D. R.; PINTO, H. C.; FLORIANO, R.; NEVES, A. M.; BOTTA, W. J. Effects of friction stir processing on hydrogen storage of ZK60 alloy. INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, v. 43, n. 24, p. 11085-11091, JUN 14 2018. Citações Web of Science: 2.