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Nanocompósitos à base de Mg para armazenagem de hidrogênio com aditivos contendo Zr ou Fe

Processo: 17/17952-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de novembro de 2017
Vigência (Término): 31 de agosto de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Daniel Rodrigo Leiva
Beneficiário:Lucas Varoto
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
Bolsa(s) vinculada(s):18/21231-4 - Formação de Mg2FeH6 e mecanismos de hidrogenação de nanocompósitos Mg-32%p Fe produzidos por laminação a frio, BE.EP.IC
Assunto(s):Catalisadores   Nanocompósitos   Armazenamento de hidrogênio

Resumo

A armazenagem de hidrogênio é uma importante questão de pesquisa aplicada, para que se torne possível a viabilização do H2 como vetor de energia mais limpa e renovável. Alguns dos principais avanços recentes nesta área se referem ao desenvolvimento de tanques sólidos de hidrogênio utilizando hidretos metálicos, em particular à base de MgH2. Este material apresenta como principais vantagens sua alta densidade volumétrica de energia e o baixo custo do metal de partida. A elaboração de nanocompósitos à base de MgH2 por moagem de alta energia (HEBM, high-energy ball milling) promove melhorias importantes na cinética de absorção/dessorção de hidrogênio em temperaturas em torno de 300°C. No presente projeto de pesquisa, serão preparados diferentes nanocompósitos à base de MgH2 com aditivos contendo Zr ou Fe. Três tipos de materiais serão considerados: os elementos metálicos; compostos com a presença de flúor; ligas metálicas amorfas. O aditivo que proporcionar as melhores propriedades de armazenagem de hidrogênio será selecionado para testes com diferentes teores. Finalmente, a composição otimizada será avaliada usando laminação a frio (CR, cold rolling) como rota de processamento, a qual apresenta vantagem significativa de custo sobre a HEBM. As microestruturas e morfologias obtidas serão avaliadas por diferentes técnicas de caracterização estrutural e correlacionadas às propriedades de absorção de H2 correspondentes. A evolução das fases formadas durante o processamento e durante o carregamento com hidrogênio será avaliada por difração de raios-X (DRX). Análises morfológicas e de distribuição das fases presentes serão realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades de absorção/dessorção de H2 serão determinadas através de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e medidas cinéticas pelo método de Sievert. A análise dos resultados deve levar ao estabelecimento de novas correlações entre estrutura, propriedades e processamento de aditivos e rotas de processamento de MgH2 para armazenagem de hidrogênio. (AU)